[实用新型]一种LED照明灯控制电路

权利要求书

1.一种LED照明灯控制电路，其特征在于是在路灯变压器的输出端另加一个控制柜，以完成对所有路灯的集中直流脉冲供电；所述的控制柜中，包括：主控CPU，全桥整流电路，主开关电源，第二级开关电源，辅助电源，显示和键盘面板及其电路； 

所述的控制柜完成对交流380V电源的全桥整流、第一级主开关电源恒流控制和第二级开关电源低频脉宽调制，产生的直流脉冲电压再输出到原来的路灯电源线上，传送到路灯；

原来从路灯变压器输出到各路灯的电源线中，相线和中线按电流相同的要求重新分为两组，改用作脉冲电源的输出电线，连接到各个LED路灯；各个路灯罩内的LED灯加上恒流电路来控制LED的恒流；

LED的峰值电流由灯头内的恒流源电路控制，控制柜输出直流的低频脉宽占空比控制平均点亮时间，调节平均电流，即亮度；

所述主控CPU的功能主要有：

（a）控制主开关电源的输出电压，使其达到额定亮度时的最小值，根据路灯亮度设定要求控制第二级直流脉冲电压的占空比；

（b）通过预设定，按实时钟，根据室外自然光强度调整路灯的亮度；

（c）完成电源和系统的自检和保护；

所述辅助电源中，由220v交流市电接到辅助电源的变压器，变压器次级有几个绕组，以产生控制电路用的低压直流电源；

所述显示和键盘面板中，主控CPU连接到控制箱面板上的显示和键盘面板；显示和键盘面板电路由智能芯片HD7279A和一些外围器件构成；该电路驱动8位LED数码管和8个键输入；还有一个系统复位键，用于主CPU 和显示CPU的复位；

显示内容包括：实时钟显示月日时分，电压，电流，故障代码如：初级过压，欠压，过流，IGBT 左右上管击穿，左右下管击穿，主回路失控；

通过键盘设置实时钟，输出最高限压，额定输出电流参数；

路灯开关时间和亮度按主控CPU 程序设置自动进行。

2.根据权利要求1所述的LED照明灯控制电路，其特征在于所述主控CPU中采用移相型PWM电路设计，该移相型PWM电路的结构如下： 

有变压器全桥变换开关电源的变压器次级输出电压VO正比于输入电压；有变压器全桥变换开关电源的变压器次级输出电压VO正比于主变压器初次级圈数比；有变压器全桥变换开关电源的变压器次级输出电压VO正比于开通脉宽的占空比的； 

全桥变换开关电源用两组对角开关将输入电压交替正反接在主变压器的初级绕组上，接通时间的比例PWM改变次级的平均输出电压；

两个PWM控制波形a，即PWM1：超前脉冲组；波形 b，即PWM2：滞后脉冲组；周期为25微秒，占空比为0.6-0.7 ，它们周期和占空比完全相同，且不变；波形c、波形d 是PWM1被分解为超前臂的两个驱动信号，是超前臂脉冲；波形e、波形f是PWM2被分解为滞后臂的两个驱动信号，是滞后臂脉冲；

移相型PWM电路由PWM形成电路、驱动隔离电路和IGBT 驱动电路三部分构成，前两个部分在CPU 板上，后一个部分在主回路板上：其中：

PWM形成电路，其输入波形波形a、波形b来自CPU 的 GPIO口PA9 、PA10， D触发器的复位控制端来自GPIO口PA11；a 波形是D触发器的时钟，PA11 无效时，D触发器的输出Q， Q- 与a波形输入两个四输入与非门2U2，将波形a 按奇偶分离在与非门2U2的两个输出端，再输入到大电流驱动非门2U4 的两个输入端；与非门2U4 的两个输出互补，它们用接头2J2连接到J2，到主回路板；

波形b 波形也同样处理；

J2 连接的是主驱动变压器的T5、T6 的初级，串接了RC并联电路 ，还加了钳位两极管 D15-D20；

与非门2U2，2U3 的其它输入另用于过流硬关断，低电平输入将关断主驱动变压器输出脉冲，关断IGBT；过流硬关断信号来自电压比较器2B2 的7 脚；

驱动隔离电路，由驱动器TC4423和主驱动变压器初级组成，主驱动变压器初级由两片TC4423 共四个驱动门驱动，变压器是正激用法，有够大的电感，小的漏电感，它的初次级圈数相等；初级的串联RC 是为了调节次级的脉冲幅值，初级外接快恢复两极管1N5819，用于钳位，保护TC4423；TC4423 有3A 的高低电平驱动能力；

IGBT 驱动电路，其主驱动变压器T5、T6初次级电路及后续电路在主回路中；

两个主驱动变压器各有两个次级绕组，分别通过几个电阻，两极管连接到四个IGBT 的G-S ，实现主开关驱动；

主驱动变波形c、波形d、波形e、波形f，是主回路四个IGBT 栅极级等组的驱动波形要求，这几个波形电路要求互相隔离，边沿陡，内阻小，而且驱动电流大，以便快速驱动IGBT的大容量输入电容；

前级PWM 产生电路由CMOS 双D触发器CD4013和两片CMOS 四输入与非门CD4012组成，

用于将波形a，波形b两个信号各被一拆为二：两个超前信号，两个滞后信号，形成两对信号，输出到TC4423以驱动主驱动变压器；

波形a，波形b两个信号，和CD4013复位信号是CPU通过三个GPIO PA9，PA10，PA11 输出的；波形a, 波形b两个信号的相移是CPU 通过计算决定的，目的是调脉宽以使输出电压为目标值；CPU启动后，用低电平复位D 触发器，然后回到高电平，接着连续发波形a, 波形b信号，在每个全桥周期结束时，调整波形a, 波形b的相位差；

波形a, 波形b信号由D 触发器的两个输出端和四输入与非门进行分离，因为波形a, 波形b信号是D 触发器的时钟，必然使 D 触发器的输出交替为高，只有为高的输出才能使波形a. 波形b信号通过下级的四输入与非门。