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LED照明灯具已在照明领域得到广泛应用,但是,现有的LED驱动电源大多采用集成电路控制系统,电路结构相对复杂,且不具备无线通信功能,对于高速公路隧道照明以及城市道路照明,已难以满足智慧照明与绿色节能的需求。本文基于LoRa无线技术与数字化控制技术,设计了一种具有无线通信功能的可调光LED数字化驱动电源,实现无线调光、LED灯具故障诊断等智能化功能,极大地减少了灯具安装施工难度和线路复杂程度,提高了高速公路隧道照明与城市道路照明的绿色照明与节能水平。
首先,对LED驱动电源主电路的Boost型APFC电路与Flyback型DC/DC变换电路的原理以及数字PID恒流调光控制原理进行了理论分析,推导理论计算公式;以理论分析为依据,依据电路设计指标,完成了Boost型APFC主电路和Flyback型DC/DC主电路的设计与参数计算;设计了以OB6561P芯片为核心的APFC控制电路,实现功率因数校正;设计了以OB2203芯片为核心的DC/DC变换控制电路,实现对Flyback型DC/DC主电路的准谐振控制;设计了基于微控制器STM8与LoRa无线模块ZM470SX-M的数字化LED恒流控制与无线调光控制电路,对DC/DC电路进行反馈控制,实现LED恒流与调光,并结合LoRa无线模块实现LED驱动电源的无线控制功能。
基于数字化LED恒流控制与无线调光控制电路的硬件设计,编写了STM8程序,主要包括主程序、PID控制程序、LoRa无线控制程序。主程序中实现系统一系列的初始化操作;PID控制程序实现数字PID控制算法,对LED驱动电源进行恒流调光控制与恒压控制;LoRa无线控制程序对LoRa无线模块进行操作,实现LED驱动电源的LoRa无线通信,并通过解析无线控制指令实现无线调光控制、LED灯具故障诊断、参数配置等功能。
搭建了LED驱动电源样机与测试平台,在测试平台上对本文设计的LED驱动电源的APFC电路、DC/DC变换电路以及数字化LED恒流控制与无线调光控制电路的电路性能以及LoRa无线控制功能进行了测试。测试结果表明,所设计的LED驱动电源的功率因数、电源效率等满足设计指标,LED驱动电源的无线调光与灯具故障诊断等功能正常实现,无线通信稳定可靠。本文设计的LED驱动电源已应用于一些隧道照明改造项目中,现场测试实际照明与节能效果较好。
首先,对LED驱动电源主电路的Boost型APFC电路与Flyback型DC/DC变换电路的原理以及数字PID恒流调光控制原理进行了理论分析,推导理论计算公式;以理论分析为依据,依据电路设计指标,完成了Boost型APFC主电路和Flyback型DC/DC主电路的设计与参数计算;设计了以OB6561P芯片为核心的APFC控制电路,实现功率因数校正;设计了以OB2203芯片为核心的DC/DC变换控制电路,实现对Flyback型DC/DC主电路的准谐振控制;设计了基于微控制器STM8与LoRa无线模块ZM470SX-M的数字化LED恒流控制与无线调光控制电路,对DC/DC电路进行反馈控制,实现LED恒流与调光,并结合LoRa无线模块实现LED驱动电源的无线控制功能。
基于数字化LED恒流控制与无线调光控制电路的硬件设计,编写了STM8程序,主要包括主程序、PID控制程序、LoRa无线控制程序。主程序中实现系统一系列的初始化操作;PID控制程序实现数字PID控制算法,对LED驱动电源进行恒流调光控制与恒压控制;LoRa无线控制程序对LoRa无线模块进行操作,实现LED驱动电源的LoRa无线通信,并通过解析无线控制指令实现无线调光控制、LED灯具故障诊断、参数配置等功能。
搭建了LED驱动电源样机与测试平台,在测试平台上对本文设计的LED驱动电源的APFC电路、DC/DC变换电路以及数字化LED恒流控制与无线调光控制电路的电路性能以及LoRa无线控制功能进行了测试。测试结果表明,所设计的LED驱动电源的功率因数、电源效率等满足设计指标,LED驱动电源的无线调光与灯具故障诊断等功能正常实现,无线通信稳定可靠。本文设计的LED驱动电源已应用于一些隧道照明改造项目中,现场测试实际照明与节能效果较好。