一種驅動LED陣列照明的恒壓恒流模型及其仿真
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3 大功率LED陣列恒壓恒流驅動模型的數(shù)字實現(xiàn)
數(shù)字控制芯片的工作性能在快速提高的同時，其成本也下降迅速。如Mieroehip公司的dsPIC33FJXXGSDSC系列芯片，TI公司TMS320F280xx系列芯片，其工作頻率都在幾十MHz，對100KHz級的開關頻率，可以實現(xiàn)在單開關周期內完成一次控制循環(huán)。在成本上，如TI公司的TMS320F2 802-7DAT官網(wǎng)報價(2010年9月)為2．85美元，它集成了一個7通道12位ADC、8路PWM輸出模塊、一個模擬比較器，還有各種常用的通信接口。一塊芯片就可以實現(xiàn)驅動控制的大部分功能，在成本上有較大的優(yōu)勢。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/169005.htm
圖3是對圖1 LED陣列驅動結構的數(shù)字控制實現(xiàn)邏輯圖。其相位設定模塊、保護模塊與ADC模塊可以通過數(shù)字芯片的簡單設置來完成；PID控制、恒壓限流和PWM占空比調節(jié)模塊通過軟件編程實現(xiàn)。通過通信接口接收調光等命令，可以很方便的對LED照明進行亮度調節(jié)。由于控制結構是通過軟件實現(xiàn)的，給LED驅動的工作狀態(tài)檢測和其他功能擴展帶來了很大的靈活性。
4 數(shù)字控制邏輯的Matlab仿真
如圖4所示，為數(shù)字控制邏輯的仿真模型圖。其中：RL=105 Ω，RL1=100 Ω，RL2=95 Ω。
根據(jù)LED的V／I特性，當LED工作在Vf附近時，LED串可近似用純電阻代替。不同的電阻值表征各LED串總Vf的不同。
4．1 PID控制和PWM相移
LED串電流的PID控制主要包括：
(1)對輸出誤差信號進行PID運算，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性；
(2)對輸出誤差調整值進行歸一化運算；
(3)歸一化后的調整值與幅值為1的鋸齒波比較，調節(jié)占空比輸出PWM脈沖；
(4)控制輸出脈沖相位。其中恒壓限流PID控制完成DC—DC輸出電壓和電流的雙環(huán)控制。
驅動相鄰兩串LED的PWM波形相差360°／N，N為LED串的并聯(lián)總數(shù)。如圖4為仿真模型中，N=3，則驅動第1到第3串的PWM波形初始相位分別為0°，120°，240°。
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