[实用新型]基于ARM控制系统来实现单级PFCLED驱动的电源系统

摘要

本实用新型公开了一种基于ARM控制系统来实现单级PFCLED驱动的电源系统，电源系统包括EMI滤波电路，整流电路，变压器钳位电路，恒流限压电路，ARM控制电路。主电路采用反激式的拓扑结构，软件设计采用模糊PID控制，整个驱动电源具有良好的恒流特性，高功率因数、高效率，以及低谐波污染。不仅满足了减少电子设备对市电的谐波污染，同时也提高了电子设备对电能的利用率。本实用新型电路结构简单，同时实现了DC‑DC与PFC的控制，提高了LED电源系统的工作效率，同时增大了功率因数，并且减小了电源系统的成本。

主权项

一种基于ARM控制系统来实现单级PFCLED驱动的电源系统，其特征是：电源系统包括EMI滤波电路、整流电路、输入电压采样电路、变压器钳位电路、反激变换电路、原边电流采样电路、恒流限压电路和ARM控制器，其中EMI滤波电路包括安规电容与共模电感；整流电路包括整流桥BR36；输入电压采样电路包括分压电阻R1和R5；原边电流采样电路包括采样电阻R8、限流电阻R9、和电容C5；反激变换电路包括变压器T1、整流二极管D2、滤波电容C8和开关管VT；变压器钳位电路包括电容C2、电阻R4和阻塞二极管D1；恒流限压回路包括两个独立的运算放大器UA、UB以及光耦合器PC817；ARM控制器包括ARM控制芯片及外围电路；EMI滤波电路两端与整流桥BR36连接，整流桥输出端接滤波电容C1，分压电阻R1、R5串联后，R1端与ARM控制器相连接，构成电压输入端；采样电阻R2、R6串联后，采样电阻R6与电容C3并联，采样电阻R2端与ARM控制器相连接，构成电压前馈端；电阻R3与稳压模块串联后，与ARM控制器连接，为ARM控制器供电；电容C2与电阻R4并联后，与阻塞二极管D1负极连接，之后电阻R4端和阻塞二极管D1正极与变压器原边相连接，构成了变压器钳位电路，用于保护功率开关管VT的漏源两极在关断的瞬间不被击穿；变压器原边电流通过限流电阻R9产生电压，经过电容C5、限流电阻R8组成的低通滤波器将电流采样到ARM控制器，变压器副边与整流二极管D2串联后与滤波电容C8并联进行整流滤波；输出电压通过分压电阻R11、R13、R17分压连接到运算放大器UA的正极，UA的负极则连接平衡电阻R14的一端，平衡电阻R14另一端接采样电阻R16；输出电压通过分压电阻R11、R13，稳压管Z1为UB提供基准电压连接到UB的正极，UB的负极通过分压电阻R12、R15采样输出电压；UA、UB通过光电耦合器PC817，将输出电压与输出电流耦合给ARM控制器，ARM控制器则会经过软件处理，计算新的占空比，根据占空比产生PWM波，通过驱动芯片控制开关管的导通与关断时间，从而控制整个系统的稳定输出。