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近年来,反激式变换器因其变压器电感取值灵活、能够实现升降压同步、具有电气隔离功能等优势,在LED等要求高质量恒流输入特性的驱动电路设计中备受青睐。在电子产品高度智能化、集成化的发展进程中,数字化电源因其灵活的可编程性以及更加精简的电路设计方案等优点,使其更加符合现代产品的设计需求。因而,开关电源的数字化实现逐渐成为当前电力电子学科的一个重要的研究分支。
本文以反激式变换器为主电路拓扑,提出一种数字化控制策略,据此设计了一款原边反馈反激式数字控制恒流驱动电路。论文主要工作如下:
(1)在分析反激式变换器工作原理的基础上,首先讨论了CCM/DCM工作模式下该变换器关键器件的工作特性,然后对原边反馈反激式变换器进行了功率级电路设计;最后,采用MATLAB/Simulink软件验证了DCM工作模式下功率级电路设计的合理性及正确性。
(2)推导了驱动电路的软启动/恒流切换依据,给出了恒流控制原理,构建了数字控制器内部的模块结构。软启动/恒流切换模块的设置可以有效抑制浪涌电流、确保反激式变换器平稳进入恒流状态;基于恒流控制原理设计的去磁时间采样及计数器调制模块,与控制信号生成模块协同工作,达到了自动调节开关导通信号的目的。
(3)在QuartusⅡ中通过VerilogHDL语言编写了各模块的代码,利用ModelSim验证了各模块的逻辑功能,同时形成了数字控制器的HDL模块;通过Simulink构建了原边反馈AC-DC反激式数字控制恒流LED驱动电路的仿真模型;利用ModelSim与Simulink搭建了联合仿真实验平台,通过利用多软件联调以验证设计方案的可行性。研究结果表明,驱动电路运行在恒流状态时数字控制器的去磁时间与开关周期比值恒定,输出恒流2A,纹波约为2.3%,达到了设计指标。
综上所述,本文所设计的驱动电路可以稳定可靠工作,恒流精度完全满足LED的应用需求。
本文以反激式变换器为主电路拓扑,提出一种数字化控制策略,据此设计了一款原边反馈反激式数字控制恒流驱动电路。论文主要工作如下:
(1)在分析反激式变换器工作原理的基础上,首先讨论了CCM/DCM工作模式下该变换器关键器件的工作特性,然后对原边反馈反激式变换器进行了功率级电路设计;最后,采用MATLAB/Simulink软件验证了DCM工作模式下功率级电路设计的合理性及正确性。
(2)推导了驱动电路的软启动/恒流切换依据,给出了恒流控制原理,构建了数字控制器内部的模块结构。软启动/恒流切换模块的设置可以有效抑制浪涌电流、确保反激式变换器平稳进入恒流状态;基于恒流控制原理设计的去磁时间采样及计数器调制模块,与控制信号生成模块协同工作,达到了自动调节开关导通信号的目的。
(3)在QuartusⅡ中通过VerilogHDL语言编写了各模块的代码,利用ModelSim验证了各模块的逻辑功能,同时形成了数字控制器的HDL模块;通过Simulink构建了原边反馈AC-DC反激式数字控制恒流LED驱动电路的仿真模型;利用ModelSim与Simulink搭建了联合仿真实验平台,通过利用多软件联调以验证设计方案的可行性。研究结果表明,驱动电路运行在恒流状态时数字控制器的去磁时间与开关周期比值恒定,输出恒流2A,纹波约为2.3%,达到了设计指标。
综上所述,本文所设计的驱动电路可以稳定可靠工作,恒流精度完全满足LED的应用需求。