一种LED照明电路输出电流有效值和功率因数的控制方法，采集辅助绕组和采样电阻上的电压信号，运用过零检测法找到辅助绕组电压下降的拐点，得到次级电路放电时间tdis，根据采样电阻上的电压信号，得到在采样电阻两端的峰值电压Vpp，并计算得到每一个半波周期对应的输出电流的有效值，根据电路的输出电流有效值的设定值，计算出电路对输出电流有效值的控制误差。通过谷底检测，运用增量式PID算法，计算下一个半波周期的开关管Q1栅极的驱动信号PWM波的占空比，如此循环执行，实现对LED照明电路输出电流有效值的稳定控制和提高LED照明电路的功率因数。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种LED照明电路输出电流有效值和功率因数的控制方法，采集辅助绕组和采样电阻上的电压信号，运用过零检测法找到辅助绕组电压下降的拐点，得到次级电路放电时间tdis，根据采样电阻上的电压信号，得到在采样电阻两端的峰值电压Vpp，并计算得到每一个半波周期对应的输出电流的有效值，根据电路的输出电流有效值的设定值，计算出电路对输出电流有效值的控制误差。通过谷底检测，运用增量式PID算法，计算下一个半波周期的开关管Q1栅极的驱动信号PWM波的占空比，如此循环执行，实现对LED照明电路输出电流有效值的稳定控制和提高LED照明电路的功率因数。【专利说明】-种LED照明电路输出电流有效值和功率因数的控制方法 及其控制系统
本专利技术属于LED照明
，具体涉及一种LED照明电路输出电流有效值和功 率因数的控制方法及其控制系统。
技术介绍
随着LED照明技术的普及和不断发展，LED恒流驱动芯片也得到了快速的发展。在 目前的研究中，单级PFC控制成为主要的研究趋向。区别于两级PFC的调节方式，单级PFC 需要在一级M0S管的调节中完成电路PFC的控制和恒流输出控制。电路要保持PFC达到 0. 92以上的同时，保持电路恒流输出的纹波幅度不能过大，因此，如何控制PWM波占空比的 输出以保持两项指标均达到设计要求成为电路设计的关键。 另外，传统的反激式拓扑结构中，需要采用光耦将输出端的信号反馈到输入端，形 成闭环控制回路，然而这样会导致元器件数量增多，PCB板空间变大，不符合目前产品小型 化的趋势。
技术实现思路
针对现有技术所存在的上述技术缺陷，本专利技术提供了一种LED照明电路输出电流 有效值和功率因数的控制方法及其控制系统，能够较好地将恒流控制和高功率因数校正结 合起来，运用PID算法提升电路的动态性能和输出电流的稳态精度，并根据设定的输出电 流有效值的设定值来调节LED灯的亮度。本专利技术采用基于原边反馈的LED照明电路，控制 输出电流无需直接从负载电阻上采样，只需要对辅助绕组的电压和初级电路上的采样电阻 的电压进行采样。 为实现上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案： -种LED照明电路输出电流有效值和功率因数的控制方法，基于原边反馈的LED 照明电路，其特征在于：定义输入市电整流后形成的半波波形对应的周期为一个半波周期， 照明电路中开关管％的栅极驱动信号PWM波的周期为开关周期；在每一个半波周期中，分 别实时采集辅助绕组两端和初级电路中采样电阻两端的电压信号，在每个开关周期开始时 亥IJ，将开关管％的栅极驱动信号PWM波置为高电平，根据本开关周期设置的PWM波占空比， 在每个开关周期中PWM波置为低电平的前一时刻读取该时刻采样得到的初级电路中采样 电阻两端的电压信号的峰值v pp ;在每个开关周期中PWM波置为低电平的对应时间段，根据 辅助绕组两端的电压信号采样值，运用过零检测法找到在当前开关周期中辅助绕组电压的 下降拐点，进而得到本开关周期的次级电路放电时间t dis ;通过谷底检测，实时检测当前时 刻对应的半波波形是否处于谷底状态，如果不处于谷底状态，则保持设定的开关管％栅极 驱动信号PWM波的占空比D不变，如果处于谷底状态，则根据上一个半波周期中每个开关周 期对应的初级电路中采样电阻两端的电压信号的峰值v pp和次级电路放电时间tdis，计算出 上一个半波周期的输出电流有效值，，根据输出电流有效值设定值，，并计算出 输出电流有效值的控制误差e (k)，设上一个半波周期为第k个半波周期；根据计算得到的 第k-Ι个和第k个半波周期的输出电流有效值的控制误差e (k-1)，e (k)和第k个半波周期 对应的开关管％的栅极驱动信号PWM波的占空比D (K)，利用增量式PID算法计算出即将进 入的半波周期，即第k+Ι个半波周期的开关管％的栅极驱动信号PWM波的占空比D (K+1)， 在同一个半波周期中，开关管％栅极的驱动信号PWM波的占空比保持不变，循环执行上述 谷底检测过程，以实现对输出电流有效值的控制和提高LED照明电路的功率因数。 包括以下步骤： (1)在每一个半波周期，分别实时采集辅助绕组两端和初级电路上采样电阻两端 的电压信号，其采样频率至少为开关管％开关频率的300倍； (2)在每个开关周期中，当开关管％栅极驱动信号PWM波置为低电平的前一时刻， 记录初级电路上采样电阻两端的电压信号的峰值v pp ;在每个开关周期中，记开关管％栅极 驱动信号PWM波置为低电平的时刻为h，此为次级电路放电起始时刻，在每个开关周期中 PWM波置为低电平的对应时间段，当第一次检测到辅助绕组两端电压为零时，记该时刻为 h，当第二次检测到辅助绕组两端电压为零时，记该时刻为t2，则该周期对应的次级电路放 电时间 【权利要求】1. 一种LED照明电路输出电流有效值和功率因数的控制方法，基于原边反馈的LED照 明电路，其特征在于：定义输入市电整流后形成的半波波形对应的周期为一个半波周期， 照明电路中开关管％的栅极驱动信号PWM波的周期为开关周期；在每一个半波周期中，分 别实时采集辅助绕组两端和初级电路中采样电阻两端的电压信号，在每个开关周期开始时 亥IJ，将开关管Qi的栅极驱动信号PWM波置为高电平，根据本开关周期设置的PWM波占空比， 在每个开关周期中PWM波置为低电平的前一时刻读取该时刻采样得到的初级电路中采样 电阻两端的电压信号的峰值v pp ;在每个开关周期中PWM波置为低电平的对应时间段，根据 辅助绕组两端的电压信号采样值，运用过零检测法找到在当前开关周期中辅助绕组电压的 下降拐点，进而得到本开关周期的次级电路放电时间t dis ;通过谷底检测，实时检测当前时 刻对应的半波波形是否处于谷底状态，如果不处于谷底状态，则保持设定的开关管％栅极 驱动信号PWM波的占空比D不变，如果处于谷底状态，则根据上一个半波周期中每个开关周 期对应的初级电路中采样电阻两端的电压信号的峰值v pp和次级电路放电时间tdis，计算出 上一个半波周期的输出电流有效值，根据输出电流有效值设定值，并计算出 输出电流有效值的控制误差e (k)，设上一个半波周期为第k个半波周期；根据计算得到的 第k-Ι个和第k个半波周期的输出电流有效值的控制误差e (k-1)，e (k)和第k个半波周期 对应的开关管％的栅极驱动信号PWM波的占空比D (K)，利用增量式PID算法计算出即将进 入的半波周期，即第k+Ι个半波周期的开关管％的栅极驱动信号PWM波的占空比D (K+1)， 在同一个半波周期中，开关管％栅极的驱动信号PWM波的占空比保持不变，循环执行上述 谷底检测过程，以实现对输出电流有效值的控制和提高LED照明电路的功率因数。2. 根据权利要求1所述的LED照明电路输出电流有效值和功率因数的控制方法，包括 以下步骤： (1) 在每一个半波周期，分别实时采集辅助绕组两端和初级电路上采样电阻两端的电 压信号，其采样频率至少为开关管％开关频率的300倍； (2) 在每个开关周期中，当开关管％栅极驱动信号PWM波置为低电平的前一时刻，记 录初级电路上采样电阻两端的电压信号的峰值v pp ;在每本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种LED照明电路输出电流有效值和功率因数的控制方法，基于原边反馈的LED照明电路，其特征在于：定义输入市电整流后形成的半波波形对应的周期为一个半波周期，照明电路中开关管Q1的栅极驱动信号PWM波的周期为开关周期；在每一个半波周期中，分别实时采集辅助绕组两端和初级电路中采样电阻两端的电压信号，在每个开关周期开始时刻，将开关管Q1的栅极驱动信号PWM波置为高电平，根据本开关周期设置的PWM波占空比，在每个开关周期中PWM波置为低电平的前一时刻读取该时刻采样得到的初级电路中采样电阻两端的电压信号的峰值vpp；在每个开关周期中PWM波置为低电平的对应时间段，根据辅助绕组两端的电压信号采样值，运用过零检测法找到在当前开关周期中辅助绕组电压的下降拐点，进而得到本开关周期的次级电路放电时间tdis；通过谷底检测，实时检测当前时刻对应的半波波形是否处于谷底状态，如果不处于谷底状态，则保持设定的开关管Q1栅极驱动信号PWM波的占空比D不变，如果处于谷底状态，则根据上一个半波周期中每个开关周期对应的初级电路中采样电阻两端的电压信号的峰值vpp和次级电路放电时间tdis，计算出上一个半波周期的输出电流有效值Iout_rms’，根据输出电流有效值设定值Iout_rms，并计算出输出电流有效值的控制误差e(k)，设上一个半波周期为第k个半波周期；根据计算得到的第k‑1个和第k个半波周期的输出电流有效值的控制误差e(k‑1)，e(k)和第k个半波周期对应的开关管Q1的栅极驱动信号PWM波的占空比D(K)，利用增量式PID算法计算出即将进入的半波周期，即第k+1个半波周期的开关管Q1的栅极驱动信号PWM波的占空比D(K+1)，在同一个半波周期中，开关管Q1栅极的驱动信号PWM波的占空比保持不变，循环执行上述谷底检测过程，以实现对输出电流有效值的控制和提高LED照明电路的功率因数。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：顾星煜，徐申，孙伟锋，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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