第3~5章的主电路及其EMC、PFC电路,总体而言位于驱动电源的前向通道,主要实现电能转换,传递能量流,将输入电压转换成LED负载要求的电压、电流,并为负载提供需要的电功率。从控制系统的角度而言,上述前向通道本质上是一个开环系统,系统在受到扰动(如输入变化、负载变化、电路内部参数变化、外部干扰等)时不能保证输出恒定,因此尚不能满足LED光源对驱动电压或电流恒定的需求。为此,需增加反馈控制电路,如图2-17、图2-19所示,主要目的是通过采样电路将输出信号转换成弱电信号,进一步通过与设定值的比较、反馈、控制等环节形成控制信号,从而根据输出信号的变化实时调节主电路,使输出信号稳定在设定值,主要实现信息流的传递。为了实现上述的闭环反馈功能,反馈控制一般需包含输出采样电路、设定与参考电压电路、控制电路、PWM信号调制电路,有时还需要增加补偿电路和隔离电路。
反馈控制电路设计的总体要求是只传递信息流,无需传递能量流。为此,设计时应遵循以下原则:
1)电路的简单易实现:要传递的各种信息尽量转化为电压形式。
2)减少能量流的传递:应使反馈通道流过的电流尽量小,即保证较大的电路阻抗。
3)保证闭环系统的增益裕量和相位裕量:为此反馈控制电路中有时还需要增加补偿网络。
反馈控制电路设计的基本流程如下:
1)确定采样变量:根据输出的恒压/恒流要求,确定对输出变量电压还是电流进行采样,或者同时采样。
2)确定采样点位置:一般直接在LED负载端采样,有时为了电路的其他要求,也可在与输出变量直接相关的中间变量处采样,如反激变换的一次侧反馈。
3)确定控制策略:根据系统稳定性、输出精度、EMI等要求,选择相应的控制策略。(www.daowen.com)
4)根据驱动电源设计要求,确定输出电压/电流目标设定值。
5)根据设定值,设计输出采样电路和设定与参考电压电路。
6)根据控制算法设计控制电路。
7)根据控制策略设计PWM信号调制电路。
8)若驱动电源主电路采用隔离式结构,则反馈通道一般也需设计隔离电路。
9)分析闭环系统的稳定裕度,裕度不够时需要设计补偿电路。
10)若采用电源控制芯片作为控制器,则设定与参考电压电路、控制电路、PWM信号调制电路等均可由芯片提供。
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