一种利用非正弦波的绿色照明系统技术方案

本发明专利技术公开了一种利用非正弦波的绿色照明系统，包括主机和分机，所述主机包括APFC变换器、非正弦波电源、控制器1；所述APFC变换器可以将180～250V交流电压以高功率因数方式进行变换提供400V的直流电压供非正弦波电源使用；所述非正弦波电源将400V的直流电压变换成非正弦波的500HZ低频电压供分机使用；所述把控制器1输出PWM波形控制非正弦波电源，同时检测输出电压的分压值进行反馈，稳定非正弦波电源的电压，无需DC‑DC高频变换器，通过斩波和微分方法获得各种工作电压，因此只有500HZ的低频电流，且所有的分机同步工作，无高频、高压脉冲，从而大大降低电磁辐射简化电路，可以组成绿色照明系统。

A Green Lighting System Using Non-sinusoidal Waves

The invention discloses a green lighting system utilizing non-sinusoidal wave, including a host computer and a branch computer, the host computer includes an APFC converter, a non-sinusoidal wave power supply and a controller 1; the APFC converter can convert 180-250V AC voltage in a high power factor manner to provide 400 V DC voltage for non-sinusoidal wave power supply; the non-sinusoidal wave power supply converts 400 V DC voltage into 400 V DC voltage. The control unit outputs PWM waveform to control the non-sinusoidal power supply, and detects the partial voltage value of the output voltage for feedback, so as to stabilize the voltage of the non-sinusoidal power supply. Without DC_DC high frequency converter, various working voltages are obtained by chopping and differential methods, so only 500HZ low frequency current is available, and all the sub-machines are synchronized. Working without high frequency and high voltage pulses, thus greatly reducing the electromagnetic radiation simplified circuit, can form a green lighting system.

【技术实现步骤摘要】
一种利用非正弦波的绿色照明系统
本专利技术涉及中心点偏移校准电路
，特别是涉及一种利用非正弦波的绿色照明系统。
技术介绍
现有的教室照明系统把220V交流电压经过整流滤波后得到310V的直流电压，再经过DC-DC高频变换器驱动不同功率的LED灯组。这种方式产生大量的50～100KHZ高频、高压脉冲，这种脉冲很容易辐射到空间产生大量的电磁干扰，影响其他电器设备的工作，尤其是严重影响学生的身心健康。所以本专利技术提供一种新的方案来解决此问题。
技术实现思路
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本专利技术之目的在于提供一种利用非正弦波的绿色照明系统，具有构思巧妙、人性化设计的特性，无需DC-DC高频变换器，通过斩波和微分方法获得各种工作电压，因此只有500HZ的低频电流，且所有的分机同步工作，无高频、高压脉冲，从而大大降低电磁辐射简化电路，可以组成绿色照明系统。其解决的技术方案是，一种利用非正弦波的绿色照明系统，包括主机和分机，所述主机包括APFC变换器、非正弦波电源、控制器1；所述APFC变换器可以将180～250V交流电压以高功率因数方式进行变换提供400V的直流电压供非正弦波电源使用；所述非正弦波电源将400V的直流电压变换成非正弦波的500HZ低频电压供分机使用；所述把控制器输出PWM波形控制非正弦波电源，同时检测输出电压的分压值进行反馈，稳定非正弦波电源的电压；所述分机包括微分分离器、控制器2和高压斩波器、LED灯组；所述微分分离器对非正弦波电源电压进行微分后得到斩波用同步脉冲、通信信号、低压工作电源；所述控制器2检测同步脉冲后进行分析获得逻辑的0或1，同时控制斩波器对波形的高压斩波区进行斩波，还对LED灯组的电流进行检测；所述高压斩波器根据控制器的命令对场效应管进行开关控制给储能电容充电供LED灯组使用；所述LED灯组部分检测LED灯组的电流后反馈给控制器。由于以上技术方案的采用，本专利技术与现有技术相比具有如下优点；1，通过微分方法获得分机控制器的低压工作电源、通过斩波方法获得LED灯组工作所需要的不同的工作电压，同时可进行主机和分机的通信。因为整个照明系统只有500HZ的低频电流，且所有的分机同步工作，无高频、高压脉冲，从而大大降低电磁辐射，可以组成绿色照明系统。分机无需DC-DC高频变换器，只有简单的斩波电路，所以电路简单、降低成本、有利于批量生产。2，无需DC-DC高频变换器，通过斩波和微分方法获得各种工作电压，因此只有500HZ的低频电流，且所有的分机同步工作，无高频、高压脉冲，从而大大降低电磁辐射简化电路，可以组成绿色照明系统。附图说明图1为本专利技术一种利用非正弦波的绿色照明系统的输出电压模型图。图2为本专利技术一种利用非正弦波的绿色照明系统的输出电压模型的参数图。图3为本专利技术一种利用非正弦波的绿色照明系统的原理波形图。具体实施方式有关本专利技术的前述及其他
技术实现思路
、特点与功效，在以下配合参考附图1至附图3对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。实施例一，一种利用非正弦波的绿色照明系统，包括主机和分机，所述主机包括APFC变换器、非正弦波电源、控制器1；所述APFC变换器可以将180～250V交流电压以高功率因数方式进行变换提供400V的直流电压供非正弦波电源使用；所述非正弦波电源将400V的直流电压变换成非正弦波的500HZ低频电压供分机使用；所述把控制器输出PWM波形控制非正弦波电源，同时检测输出电压的分压值进行反馈，稳定非正弦波电源的电压；所述分机包括微分分离器、控制器2和高压斩波器、LED灯组；所述微分分离器对非正弦波电源电压进行微分后得到斩波用同步脉冲、通信信号、低压工作电源；所述控制器检测同步脉冲后进行分析获得逻辑的0或1，同时控制斩波器对波形的高压斩波区进行斩波，还对LED灯组的电流进行检测；所述高压斩波器根据控制器的命令对场效应管进行开关控制给储能电容充电供LED灯组使用；所述LED灯组部分检测LED灯组的电流后反馈给控制器；所述非正弦波电源是以型号L6384芯片为核心的电源模块，所述控制器1是以型号STC15W402AS单片机为核心的控制器，所述控制器2是以型号MK6A12P-14单片机为核心的控制器，所述微分分离器中包括储能电容。实施例二，在实施例一的基础上，结合图1和图2可知，由P1区和P2区的任意波形组合，P1区的波形包括高压斩波区、同步脉冲及信号区1组成，P2区的波形包括高压斩波区、同步脉冲及信号区2组成，P1区和P2区的时间都为T0＝2ms，区别是同步脉冲及信号区2的斜率和同步脉冲及信号区1的斜率的比值为2；UMAX和UMIN的设置与灯组的驱动电压有关，以0.3W的LED为例设计30W的分机时，LED的标称压降是3.2V，电流为95mA，考虑到LED的离散性工作电压设定为3.0V～3.4V，则驱动100个是电压范围为300V～340V，加上LED灯组的限流电压10V和线路压降10V，则N个灯组的驱动电压范围为320V～360V，考虑到开始充电电流应小，因此取UMIN＝310V、UMAX＝360V。t1～t2直线的斜率为与t3～t5直线的斜率一样，因此输出电压模型的数学表达式为式(1)所示。电容的两端电压的电流关系为因此电容上施加ui的电压后得到微分电流，如式(2)所示，代入相关参数后可得式(3)。式中电容的单位是uF，电流的单位是mA，如果使用0.1uF则得到式(4)的结果。可见t1～t2和t3～t5区间可得到稳定的3.1mA的电流，可提供给低压工作的控制器，而t2～t3和t5～t6区间产生反向电流，且大小比为2倍，利用这个特性可传送逻辑的1或0，从而进行通信。结合图3可知，在t1～t2和t3～t5区间可得到稳定的3.1mA的正向电流，可提供给低压工作的控制器，而t2～t3和t5～t6区间产生反向电流，且电流大小比为2，脉宽比为0.5，利用这个特性可传送逻辑的1或0，从而进行主机和分机通信；根据电流脉冲的下降沿处获得同步脉冲，同时每个分机接通斩波开关，当输入电压大于储能电容电压时开始充电，并检测LED灯组的电流当LED灯组的电流大于额定电流的1.2倍时关闭斩波开关。由于每个灯组的额定电压不一样，因此斩波开关的关闭点不一样。但N个灯组的工作电压均分布在UMIN～UMAX范围内，所有的LED灯组均可正常工作。由于输入电压从UMIN上升到UMAX的时间较长，因此充电电流是逐渐变大，且获得较长的充电时间，可得到较稳定的LED灯组驱动电压。同时使用了500HZ的工作频率，因此储能电容可用22uF左右的小容量电容，从而减少体积。本专利技术具体使用时，一种利用非正弦波的绿色照明系统，包括主机和分机，所述主机包括APFC变换器、非正弦波电源、控制器1；所述APFC变换器可以将180-250V交流电压以高功率因数方式进行变换提供400V的直流电压供非正弦波电源使用；所述非正弦波电源将400V的直流电压变换成非正弦波的500HZ低频电压供分机使用；所述把控制器输出PWM波形控制非正弦波电源，同时检测输出电压的分压值进行反馈，稳定非正弦波电源的电压；所述分机包括微分分离器、控制器2和高压斩波器、LED灯组；所述微分分离器对非正弦波电源电压进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用非正弦波的绿色照明系统，包括主机和分机，其特征在于，所述主机包括APFC变换器、非正弦波电源、控制器1；所述APFC变换器可以将180～250V交流电压以高功率因数方式进行变换提供400V的直流电压供非正弦波电源使用；所述非正弦波电源将400V的直流电压变换成非正弦波的500HZ低频电压供分机使用；所述把控制器输出PWM波形控制非正弦波电源，同时检测输出电压的分压值进行反馈，稳定非正弦波电源的电压；所述分机包括微分分离器、控制器2和高压斩波器、LED灯组；所述微分分离器对非正弦波电源电压进行微分后得到斩波用同步脉冲、通信信号、低压工作电源；所述控制器检测同步脉冲后进行分析获得逻辑的0或1，同时控制斩波器对波形的高压斩波区进行斩波，还对LED灯组的电流进行检测；所述高压斩波器根据控制器的命令对场效应管进行开关控制给储能电容充电供LED灯组使用；所述LED灯组部分检测LED灯组的电流后反馈给控制器。

【技术特征摘要】
1.一种利用非正弦波的绿色照明系统，包括主机和分机，其特征在于，所述主机包括APFC变换器、非正弦波电源、控制器1；所述APFC变换器可以将180～250V交流电压以高功率因数方式进行变换提供400V的直流电压供非正弦波电源使用；所述非正弦波电源将400V的直流电压变换成非正弦波的500HZ低频电压供分机使用；所述把控制器输出PWM波形控制非正弦波电源，同时检测输出电压的分压值进行反馈，稳定非正弦波电源的电压；所述分机包括微分分离器、控制器2和高压斩波器、LED灯组；所述微分分离器对非正弦波电源电压进行微分后得到斩波用同步脉冲、通信信号、低...

【专利技术属性】
技术研发人员：金永镐，徐红梅，李卓然，
申请(专利权)人：延边大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22