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驅(qū)動模型的數(shù)字實現(xiàn) - LED陣列照明驅(qū)動模型

2011年11月10日 16:10 現(xiàn)代電子技術(shù) 作者:歐邦上,邱亞君 用戶評論(0
3 大功率LED陣列恒壓恒流驅(qū)動模型的數(shù)字實現(xiàn)

  數(shù)字控制芯片的工作性能在快速提高的同時,其成本也下降迅速。如Mieroehip公司dsPIC33FJXXGSDSC系列芯片,TI公司TMS320F280xx系列芯片,其工作頻率都在幾十MHz,對100KHz級的開關(guān)頻率,可以實現(xiàn)在單開關(guān)周期內(nèi)完成一次控制循環(huán)。在成本上,如TI公司的TMS320F2 802-7DAT官網(wǎng)報價(2010年9月)為2.85美元,它集成了一個7通道12位ADC、8路PWM輸出模塊、一個模擬比較器,還有各種常用的通信接口。一塊芯片就可以實現(xiàn)驅(qū)動控制的大部分功能,在成本上有較大的優(yōu)勢。

  LED陣列驅(qū)動結(jié)構(gòu)的數(shù)字控制實現(xiàn)邏輯圖

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  圖3是對圖1 LED陣列驅(qū)動結(jié)構(gòu)的數(shù)字控制實現(xiàn)邏輯圖。其相位設(shè)定模塊、保護模塊與ADC模塊可以通過數(shù)字芯片的簡單設(shè)置來完成;PID控制、恒壓限流和PWM占空比調(diào)節(jié)模塊通過軟件編程實現(xiàn)。通過通信接口接收調(diào)光等命令,可以很方便的對LED照明進行亮度調(diào)節(jié)。由于控制結(jié)構(gòu)是通過軟件實現(xiàn)的,給LED驅(qū)動的工作狀態(tài)檢測和其他功能擴展帶來了很大的靈活性。

  4 數(shù)字控制邏輯的Matlab仿真

  如圖4所示,為數(shù)字控制邏輯的仿真模型圖。其中:RL=105 Ω,RL1=100 Ω,RL2=95 Ω。

  

數(shù)字控制邏輯的仿真模型圖

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  根據(jù)LED的V/I特性,當(dāng)LED工作在Vf附近時,LED串可近似用純電阻代替。不同的電阻值表征各LED串總Vf的不同。

  4.1 PID控制和PWM相移

  LED串電流的PID控制主要包括:

  (1)對輸出誤差信號進行PID運算,確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性;

  (2)對輸出誤差調(diào)整值進行歸一化運算;

  (3)歸一化后的調(diào)整值與幅值為1的鋸齒波比較,調(diào)節(jié)占空比輸出PWM脈沖;

  (4)控制輸出脈沖相位。其中恒壓限流PID控制完成DC—DC輸出電壓和電流的雙環(huán)控制。

  驅(qū)動相鄰兩串LED的PWM波形相差360°/N,N為LED串的并聯(lián)總數(shù)。如圖4為仿真模型中,N=3,則驅(qū)動第1到第3串的PWM波形初始相位分別為0°,120°,240°。

  

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( 發(fā)表人:小蘭 )

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