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电路设计案例范文1
关键词:电力企业 安全记录 功能 设计
本安全记录牌采用元件稳定、可靠,先进的集成电子。控制芯片采用AT公司生产的8位单片机AT89C51,显示芯片由力源电子开发的带串行接口和位闪功能的8位数码管显示芯片PS7219A功能相当强大,使用简单,稳定性能好。时钟芯片采用自带电池的实时时钟芯片DS12887,计时相当准确,并行接口,读写速度快,使用方便且有128个掉电记忆的存储单元。数码管使用1.8英寸的三芯数码管,寿命长,亮度足够。本产品具有功能全面,使用元件少,集成度高、运行稳定、掉电记忆、调节简单,可以随意增加或减少显示数目,以适应考核单位数目的变化。
一、电路图分析。
1.图1是本产品的控制核心,安全记录牌的读时、送显、秒点显示、调整、自动计算等功能由它来实现,最多可驱动72个数码管,除去年月日外还可以考核16个单位(以运行1万天内,同时本功能由程序设定,附加的程序适应于少于上述数目的显示)。本产品利用单片机输出输入口多的特点,为加快显示速度和减少送显程序的复杂性,采用对PS7219A的接口中装载信号由各自单独的引脚(P1.0和P2口)控制减少程序运转时间,而时间和数据线公用。这是一个大胆的尝试并获得了成功。同时本产品连接采用排线插座连接,使各块显示板出现异常时分析非常方便,安装简单。电源采用现成的开关电源输出的+5V电源。单片机使用6.0MHZ晶振。复位可引用PS7219A输出的复位信号。
2.图4是显示板。本产品的显示板是高度集成,把所有元件集成的一块板中,(图中没有画出显示大数码管的驱动功率放大电路,其实加一个正驱动放大电路即可)显示芯片具有亮度调节及位闪功能,带有自复位信号并能提供给各单片机和其它需要复位信号的芯片作复位信号用,使用三线串行接口,可靠稳定。这个显示板的电路是通用的如果按设计的最多显示数目计算,需要9块功能相同显示板。
3.图2、图3为调整用按钮和秒点显示。其中秒点显示也要加一个正驱动三极管,因篇幅问题省去。按键功能如下:K1为进入安全天数调整程序/分钟加1健;K2为进入下组安全天数调整/时钟加1键;K3为安全天数个位加1/星期加1键;K4为安全天数十位加1/日期加1键;K5为安全天数百位加1/月份加1键;K6为安全天数千位加1/进入时间调整程序键;由于年的调整一般用不到,没有提供调整按钮而由程序初始化时写入。
电路设计案例范文2
【关键词】送电线路;220 kV;设计; 施工
1 220 kV送电线路的设计简述
如何选择送电线路的路径,应综合考虑施工、运行、交通条件和线路长度等条件因素,还要对方案进行比较,彻底做到安全可靠、经济合理。选择路径时应尽量避开重冰区、不良地质地带、原始森林区以及严重影响安全运行的其他地区,并应考虑与邻近设施如电台、机场、弱电线路等的相互影响。大型发电厂和枢纽变电所的进出线,应根据厂、所总体布置统一规划。对规划中的两回路或多回路线路,在路径狭窄地段宜采用同杆塔架设。
1.1 针对杆塔设计
杆塔设计方面, 所采用的方案应该是依靠理论作为基本而衍生出来的极限设计, 结构的极限性条件指的就是在结构或者是构造方面所采用的各种各样的类型超负荷载重组合作用方式或者是各样的变形以及在各种裂缝的一定范围环境之下, 还能继续保持送点线路的安全运行的临界状态。与此同时还要保证杆塔的防雷性能高, 在超过40m的杆塔上, 每增加10m都要在杆塔上加一片绝缘子, 在高度超过100m的杆塔上, 绝缘子的片数要根据实际经验来进行统计确定。在由于杆塔过高而增加绝缘子片数的时候, 雷电过电压时流过的最小缝隙也要相应地增大。
送电线路防雷方面的设计上, 要根据线路的电压、负荷作用以及系统运行的方式, 结合当地已有线路的运行情况以及地区雷电程度的强弱性、地貌特点等情况, 在计算抗雷的水平, 通过技术等方面的比较确立后, 再确定最为合理的防雷方式。为了使杆塔在规划方面更加经济合理, 要对杆塔的规划进行研究分析和探讨, 争取做出最为合理的方案。针对这一专题, 要专门收集多个县市的再输送电线路工程中的实际数据材料, 整理出几个典型的、有代表意义的工程, 对这些工程进行没有约束性的牌位合计, 从而得到较为合理、适用的数据资料, 并利用上述资料对杆塔进行设计, 争取做到设计的合理性、科学性、合理性。
1.2 针对导线设计
送电线路的导线截面, 除了要根据电流的密度来检测以外, 还要根据电晕以及无线电的干扰来进行检测验证。如果是大跨越类型的导线截面, 应该按照载入流量的多少进行选择, 通过比较来进行验证确定。如果在海拔不超过1000 m的地区, 可采用钢芯铝双绞线材质, 如果导线的外直径大于9.6mm的时候, 可以不去计算电晕。
验算导线允许载流量时,导线的允许温度:钢芯铝绞线和钢芯铝合金绞线可采用+70℃(大跨越可采用+90℃);钢芯铝包钢绞线(包括铝包钢绞线)可采用+80℃(大跨越可采用+100℃),或经试验决定;镀锌钢绞线可采用+125℃。环境气温应采用最高气温月的最高平均气温;风速应采用0.5m/s(大跨越采用0.6m/s);太阳辐射功率密度应采用0.1W/cm2。
导线和地线(以下简称导、地线)的设计安全系数不应小于2.5。地线的设计安全系数,宜大于导线的设计安全系数。架设在滑轮上的导、地线,还应计算悬挂点局部弯曲引起的附加张力。在稀有风速或稀有覆冰气象条件时,弧垂最低点的最大张力,不应超过拉断力的60%。悬挂点的最大张力,不应超过拉断力的66%。地线应满足电气和机械使用条件要求,可选用镀锌钢绞线或复合型绞线。验算短路热稳定时,地线的允许温度:钢芯铝绞线和钢芯铝合金绞线可采用+200℃;钢芯铝包钢绞线(包括铝包钢绞线)可采用+300℃;镀锌钢绞线可采用+400℃。计算时间和相应的短路电流值应根据系统情况决定。
2 220 kV的线路施工情况
送电线路在施工方面一般都有流动性以及多样性, 送电线路的工程项目具有点多、面广、线长的特点, 在施工过程中,点多通常指的都是作业点颇多, 而面广则是指涉及的范围面积比较广泛, 线长是指线路的长度。项目的流动性主要就是指项目的移动范围广泛, 工具也移动范围大, 分散情况较为严重。在全国电网这个大范围环境之下, 施工使用的器械以及人员等具有很大的流动性; 工程的复杂性主要表现为露天条件下, 天气恶劣、地理位置环境不好、道路交通复杂等等。
送电线路搭建这个项目在当前的建筑行业还是属于高风险、高强度的工程作业, 因此, 做好施工的安全防范措施, 较好地组织规划是很有必要的。
(1)放置导线、地线的时候应该做好事先的检查工作, 对施工所用的各种设备做好检查。例如地锚、夹具、钢绳等的施工用品。
(2)如果发现了导线以及地线和线盘支架下滑的现象, 第一就是要注意人员安全, 重点注意控制导线以及地线的工作人员的安全, 做好提前撤离的准备, 按顺序离开。
(3)在放置导线、地线的时候要注意看导线、地线是否有磨损、破坏的现象, 如果有, 要根据破坏程度进行相应的维护, 比如缠绕、截断、补充维修等的处理。
3 送电线路的安全问题
220KV送变电施工项目根据地形、工程具有复杂性与多样性,施工中具有点多、线长、面宽的特点。点多是因为工程施工的作业点繁琐、作业点多;线长指线路长度长,面宽指涉及面宽,有新建、扩建、改建及抢建等项目;施工具有流动性,国家电力网点遍及全国各地,施工项目也遍及全国各地,因为施工高度流动、高度分散,施工管理难度大、协调性差,施工人员、工具和设备频繁地在各个施工项目之间流动;施工具有复杂性,因为是施工的室外工作,天气变化对施工影响很大,露天野外作业条件差、地质和水文条件变化、地理条件恶劣、交叉跨越复杂等
另外,随着送电线路电压的伏度越来越大, 杆塔的建立也越来越高, 施工难度日益增加, 安全问题也更加突出了。在搭建杆塔的过程中经常会发生施工人员高空坠落伤亡的事故。在搭建杆塔的过程中一定要做好安全防护措施, 要在施工建设之
前对危险源点进行分析研究, 以防造成对施工危险辨别不足,施工过程监控不到位。杆塔的主要组成方法有两种: 一种是整体施工吊起; 还有一种就是分片吊起。杆塔的建立工作, 不管采用哪种方法, 重点还是安全问题, 按照规定办事, 才能提升杆塔建立工作的安全系数。
综上所述送变电施工项目在建筑业内属于高强度、高风险作业,因此在施工全过程加强施工组织是保证安全有效施工的前提条件。
(1)现场检查,做好准备工作,检查制动装置、地锚、夹具、钢绳、卷扬机等器械的安全性;准备就绪确认后再施放电缆。(2)密切监督施工关节点,在施放电缆时要密切注意电缆盘支架及电缆下滑的控制,发现有失控的前兆就立即停止;(3)确保人身安全,如果发生电缆失控下滑时,必须注意电缆的控制人员,提前撤离,杜绝生命危险;(4)防止漏电,做好检查。在施放电缆时应该注意到电缆的外皮不被划破,如果有划破应该在电缆的外层钢丝上刷防锈漆,进行防腐蚀并用绝缘带包扎处理。
4 结语
文章从220kV送变电施工项目送电线路设计、绝缘配合、防雷和接地以及送电线路施工安全,结合送变电施工项目的特点,构建了一整套的送变电施工项目安全管理体系。
参考文献:
电路设计案例范文3
预防和处理
为保证本单位生产顺利进行,预防机电设备突发故障影响日常工作,将事故造成的损失降至最低,本着思想重视、制度严明的目的,结合本单位实际情况,特制定如下应急预案:
1、应急措施版权所有
(1)各站任何人发现机电设备突发故障,应立即报告本站站长。
(2)接报告后,各站站长负责调派本站电工、车辆应急。
(3)本站电工有正当理由无法立即赶赴现场时,该站长应向其他站长提出援助,无法达到要求时,可向工程股提出协调要求。
(4)本站车辆有正当理由无法立即赶赴现场时,该站长应向所部调度人员请求调车,无法达到要求时,可向办公室提出协调要求。
(5)办公室、工程股无法协调各自的工作时,应立即报告所长。
(6)供电设备的检查维修。任何机电设备都离不开电,所以专职电工必须保证供电电源的可靠性。我单位供电为单电源供电,市电停电,就必须尽快发动柴油发电机。日常工作中,专职电工必须保证按规定维修保养及保持机油、柴油、水等的充足供应。
(7)变压器的检查维修。变压器在运行中,专职电工要定期进行检查,通过仪表、保护装置及各种指示信号等设备了解变压器的运行状况。日常工作中,专职电工应注意检查变压器的如下项目:油枕内和充油套管内油面的高度(油面的高度应在油表刻度1/4~3/4以内),封闭处有无渗油现象。通过温度计检查变压器上层油温,一般不应超过85~90℃。变压器的声响是否正常。绝缘套管有无破损、裂纹等。冷却装置运行情况。检查一、二次母线是否过紧过松,接头接触是否良好、不过热。呼吸器是否畅通,硅胶吸潮是否已饱和。瓦斯继电器有无动作。变压器是否良好。
2、责任分析
(1)报告不及时,属当班班长的责任。
(2)接报告后,各站站长未及时调派本站电工、车辆应急,属站长的责任。
(3)接站长通知后,各站电工、驾驶员无正当理由未立即赶赴现场,属该电工、驾驶员的责任。
(4)站长发出调车要求后,所部调度人员未及时调车或无法调车时又未及时上报,属所部调度人员的责任。
(5)办公室主任、工程股股长未能妥善协调好各自的工作,又未立即报告所长,属办公室主任、工程股股长的责任。
(6)平时未按规定对供电设备、变压器等进行维修保养,未保证机油、柴油、水等的充足供应,致使机电设备不能正常运转,电工负主要责任,工程股股长负领导责任。
7)平时未按规定维修保养,致使车辆不能及时救急,驾驶员负主要责任,办公室主任负领导责任。
(8)站长、办公室主任、工程股股长的手机无故关机,致使突发事件不能顺利解决,均要追究各自的责任。版权所有
(9)电工、驾驶员的传呼机无故关机或未及时回机,致使突发事件不能顺利解决,均要追究各自的责任。
3、事后总结
(1)小型事件发生的次日,各站、办公室、工程股应将事件基本事实情况、结果及涉及本部门的责任人的处理意见报告所长。
电路设计案例范文4
关键词:动车组;电路;过载;短路;安全保护
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.06.157
中国的高铁运营里程截至到2015年底,已经达到1.9万公里,居世界第一,每天有大量的动车组运行在祖国各地,如何保障列车安全运行就成为设计者必须优先考虑的设计原则。本文详细论述了CRH1型动车组针对不同负载采取的多种安全保护措施。
1 用断路器做短路及过载保护
对于大多数的负载,CRH1动车组使用断路器做短路及过载保护,根据电压、负载电流、最大短路电流及负载特性,并结合断路器级联原则选择不同型号的断路器。为了能够选择合适的断路器在系统发生故障时起到保护作用,首先我们制定了严格的断路器选型原则:
(1)断路器的额定电压≥线路的工作电压;
(2)断路器的额定电流≥线路的负载电流;
(3)断路器的最大分断电流≥线路中可能出现的最大短路电流。
根据CRH1型动车组车辆负载的不同,我们分别选择了C特性(阻性负载和较低冲击电流的感性负载)、K特性(电动机系统和变压器系统)和Z特性(敏感型负载进行保护或对阻性负载)的断路器,同时大部分的负载采用多个断路器级联保护,并且确保下级断路器动作要快于上级断路器动作。
2 针对不同系统特性采用组合保护方式
2.1 直流供电
车辆直流供电由5组蓄电池和5个充电机提供,将DC110V电源提供到车辆总线。
(1)蓄电池:由熔断器提供短路保护;
(2)充电机:由软件检测电流,及时关断换流元件提供短路保护;
DC110V电源从车辆总线分配到车辆负载,每路负载均通过断路器进行保护,为防止故障扩大,在蓄电池总线上各单元组之间加熔断器进行保护。
2.2 交流供电
AC400V电源由辅助变流器ACM提供,5个ACM将AC400V提供到车辆总线,车辆负载电源由车辆总线提供,每路负载均通过断路器进行保护。
3 安全的接地方式
CRH1动车组不但有严格的短路及过载保护方式,而且有安全的接地方式,保证系统故障时,不发生人身事故及火灾事故。
3.1 DC110V系统接地
CRH1型车DC110V接地采用IT接地系统,全列车DC110V负线在T2车通过1.2K电阻接地,防止供电系统发生接地故障时电流过大引起火灾。
3.2 AC400V系统接地
CRH1型车AC400V接地采用TT转IT型接地系统,全列车N线在T2车接地。当接地电流较小时,接地电流通过断路器直接接地,此时为TT型;当接地电流大到断路器脱扣后,接地电流通过10K欧电阻接地,接地系统改为IT型,以便于限制接地电流,防止电流过大引起火灾事故,如图2所示。
4 电机运转类设备保护
电机之类的运转设备由于自身特性,在设计安全保护时,需要特别注意。下面分别以几种典型电机运转类设备保护方式进行描述。
4.1 变压器冷却风机
变压器冷却风机由车辆总线供电,冷却风机供电保护方式:
(1)从车辆总线到车下分线箱,电缆由辅助变流器(ACM)进行保护;
(2)从车下分线箱到变压器控制箱,电缆由断路器S203C16进行保护;
(3)从变压器控制箱到设备,电缆由电机起动器进行保护。
4.2 油泵、主压缩机、牵引风机和空调风机
油泵、压缩机和风机等运转类设备保护均采用电机起动器做保护,电机起动器具有以下保护功能:
(1)过载保护;(2)短路保护;(3)缺相保护。
5 非运转类设备的安全保护设计方案
5.1 车内电加热器
车内电加热器在空调控制柜内设有过流保护的继电器,在电加热器内部还设有超温保护探头,可以在加热器温度过高的情况下及时断开电源,保证设备的安全。
5.2 车内电开水炉
车内电开水炉自身带有的断路器提供一级保护,在交流配电柜中设有断路器提供二级保护。
5.3 水系统伴热线
通过带剩余电流保护功能的断路器,为水系统的伴热线的绝缘故障提供保护。
5.4 插座
通过带剩余电流保护功能的断路器,为车内插座电源线及负载的绝缘故障提供保护。
5.5 厨房设备
所有厨房设备,包括咖啡机、收银机、吧台插座等负载供电均由厨房电控柜统一控制。厨房电控柜集中放置系统所用断路器及其他电气元件,控制各个设备的供电,并有系统状态指示。
6 负载安全逻辑连锁策略
CRH1动车组不但采用了先进的保护方式,而且设计了优秀的设备安全逻辑连锁以提供指示、报警和切除故障等功能。
6.1 普通负载安全逻辑连锁策略
直流、交流电气柜内分别设有保护器指示回路。当某处保护器脱扣,将向列车通信与管理系统(TCMS)发送故障信号。列车智能显示单元(IDU)将显示B类故障报警及故障所在位置。其中由漏电保护器提供保护的回路单独进行故障报警。
6.2 电机运转类负载设备逻辑连锁策略
6.2.1 高低速控制的电机运转类负载设备
电机运转类负载中可高低速控制的设备主要有逆变器、牵引电机、变压器等冷却风机。电机运转类负载均设有单独的检测回路。当电机保护器脱扣,或接触器故障时,结合设备起动命令状态,列车通信与管理系统(TCMS) 可以判断其工作状态,列车智能显示单元(IDU)可显示故障报警及故障位置。TCMS根据故障状况可做出相应的处理。如高速回路故障,则切换到低速,反之切换到高速。同时故障则封锁该设备。以变压器冷却风机示例如图4所示。
6.2.2 其他电机运转类负载
电机运转类负载中还有变压器油泵和逆变器水泵等,这些电机运转类负载均设有单独的检测回路。当电机保护器脱扣,或接触器故障时,结合设备起动命令状态,列车通信与管理系统(TCMS) 可以判断其工作状态,列车智能显示单元(IDU)可显示故障报警及故障位置。
7 供电回路中电线电缆的安全保护
7.1 电线电缆的选择
电线电缆的绝缘和护套选用低烟无卤阻燃材料,例如70mm2单芯电缆选用FLAMEX Z EN 50264-3-1 600V,低烟无卤电缆在火灾时能有效限制火的传播和烟气的释放,避免对人员造成危险。电线电缆的类别依据各电气系统的电压等级和工作环境条件进行选择,确保电线电缆不会被击穿。如400V系统选用600V耐低温耐油电缆,1000V系统选用1800V电缆。电线电缆的截面积是根据预期的工作条件(如电流、电压降、环境温度、敷设方式等), 经过计算而确定的,已充分考虑了负载短路和短时过载。例如:车下U11.K2 交流电气柜与车上P3.K3交流电气柜之间的AC400V电缆:
额定电流计算:Inom=220/(0.94x0.71)=330A。
电缆选择:截面积为95mm?的电缆。
校验计算:95mm2载流量是360A,短路电流(200℃)是11590A持续5S, 上述的选择是能够保证线路安全工作的。
7.2 电线电缆分组敷设
电线电缆在敷设时被分为A、B、C1、C2、D、E、F等几个EMC等级,分别安装在动力线槽和信号线槽的独立金属隔板内中,动力线槽中的电缆采用分层并排铺设,每层与每排电缆之间都有一定距离,便于散热,以防止热量聚集造成的安全隐患。
7.3 电线电缆连接的散热考虑
对于不同的电器件和连接器,选用适合的端子和压接针,以保证连接的可靠性,防止因接触不良发热造成安全隐患。例如:选用筒形端子,O型端子等。
电路设计案例范文5
关键词:高职院校;LED驱动电路设计;课程教学改革随着LED的发展及其应用引起了广泛的关注,高职院校光电子技术等专业陆续将LED相关课程纳入专业课程的学习领域。作为LED系列课程的基础核心课程《LED驱动电路设计》,其课程教学改革与实践的探究对该课程的建立与实施发挥了极其重要的作用。本文将结合高职学生特点,对《LED驱动电路设计》课程教学改革与实践进行探究,从而为高职院校开设类似专业课程的课程开发及实施提供一定的理论基础。
一、学习领域设计
《LED驱动电路设计》是光电子技术与LED应用专业的必修课程,该课程结合LED驱动电路的最新应用技术,把LED驱动电路设计要点与电路实例有机结合起来,系统介绍了从事LED驱动电路研发、设计所必须的基础知识,以及在驱动电路设计过程中应掌握的设计要点。根据LED驱动电路研发和技术岗位的具体工作任务,培养学生重点培养学生分析电路、设计电路、调试电路及阅读工程资料等方面的职业能力及较强的动手实践能力。同时要求学生具备一定的LED驱动电路的设计和研发能力,同时培养学生的自学能力、动手能力及实践能力,具备良好职业道德及职业能力,具有良好的沟通协作精神,培养能从事LED驱动电路设计,或LED应用生产、研发和检测和管理岗位的技能型人才。
《LED驱动电路技术》课程的前修课程主要有《工程光学基础》、《电工与电子技术》、《LED技术基础》,通过该课程的学习及LED显示控制等相关课程的完成构成了一套比较完整的LED技术知识体系。《LED驱动电路技术》的学习内容主要包括LED基础知识、LED驱动电源的分类和要求、LED驱动电路、LED的应用技术。课程学习内容的组织与安排,应先知识后能力、由简入繁、循序渐进,不以传统的章节知识点为授课主线,代以真实项目为载体。具体的LED驱动电路设计任务分为:低压直流供电的LED驱动电路设计、阻容降压式的LED驱动电路设计、开关电源市电供电的LED驱动电路设计、带功率因数校正的高功率LED驱动电路设计、市电供电的非隔离LED驱动电路设计、可调光LED驱动电路的分析。根据LED驱动电路设计的关键技术,选择了基本涵盖本课程全部内容的6个典型工作项目,根据完成这些工作任务所需要的知识、能力、素质要求开展教学。
二、评价方案和教学资源建设
在课程的评价方案方面,可结合教师评价、自我评价、学生互评、小组评价等多方评价获得相对全面的评价结果。教师评价方面,依据课程要求,设计针对学生的评价考核《评分标准》,根据评分标准及项目完成情况评分,以学生自评为主、学生互评为辅,教师在评价过程中起引导调控作用。关注学生个体差异,注重过程性、表现性和发展性评价。自我评价方面,各小组成员之间依据《评分标准》自我评价。小组评价方面,评价在完成任务过程中的表现情况如纪律、态度、团队意识、责任意识、服务意识、关心他人等。
教学资源建设方面,建设有教学设计方案、电子教材、教学课件、案例库、习题库、训指导书等教学基本文件,符合课程设计要求,能满足网络课程教学需要。实训方面配有相关的计算机、软件开发平台、电子器件及相关的检测设备,达到教、学、做一体。
(作者单位:中山火炬职业技术学院)
参考文献:
[1]陈东旭,张帆,石雪梅.基于学习情境的高职精品课程建设策略探讨[J].广东教育・职教,2012(2):17.
电路设计案例范文6
【关键词】LED恒流驱动 高压
LED光源的稳定性、低耗能、耐用性等特点比起传统电源来讲优势明显,使得高压LED恒流电路的研究更加具有非凡的价值。对驱动电路的研发过程中,驱动芯片的开发、设计显得尤为关键。驱动IC在研发设计中,必须考虑到电压的不稳定性给电路工作带来的挑战。从另一个方面来讲,驱动IC在高压LED电路施工过程中决定着是否能研发成功。在LED工作过程中,驱动电路设计的架构都会影响电路工作的过程,对其电路的研发设计都具有很广泛的市场前景。
1 高压LED恒流驱动芯片发展现状
高压LED恒流驱动IC在整个电路的施工设计过程中的关键性都使得国内厂商在此领域热情高涨。生产厂家为了自身的LED光源质量的提高,对驱动芯片的研发都投入了巨大的资金。跟国外产品比起来,从产品的特性、造型等方面依然有一定的差距。这也是受制于LED驱动芯片研发周期长的性质所决定的。随着国内厂家研发过程的持续,这些产品陆续投入到实际生产中,高质量的LED高压电路驱动芯片会不断研发出来。
高压LED电路在工作的过程中,其成本及能耗很大程度上取决于其驱动IC的质量及特性。驱动IC的研发对降低LED光源的成本有着非常现实的意义。驱动IC在工作过程中主要承受40V电压,这就必须将平常电压220V转换成驱动IC 能承受及工作的电压,这就无形中提高了驱动IC的使用成本。在这一研发过程中,驱动芯片当中的电压转换器及稳定器的研发设计都是关键中的关键。驱动芯片在工作过程中,其耐压性如何都决定了LED光源的质量,也从一定程度上决定了驱动电路的成功与否。
国外许多值得借鉴的经验教训非常值得我们学习,这对驱动芯片的研发设计是非常重要的一环。随着LED 光源应用越来越广泛,LED电路驱动IC的研发还将进一步深入,这对建设节约型能源的社会需求是一致的。
2 高压LED恒流驱动电路的设计方案
高压LED恒流电路设计的过程中,对工作电压的要求相对较高。一般来讲,需要将控制电压稳定在3.6V,这样才能稳定的控制高压LED电路的正常运转。在这一过程中,常用的电池供电都达不到持久的将电压稳定在这一范围,这就对恒压电路的研发设计提出了挑战。LED光源的稳定性取决于电路设计的质量高低,在此,稳定的控制电压决定了电路工作的稳定性。对于LED光源来讲,驱动电路设计方案必须符合LED光源的大致需求,并且要对其稳定性、耐压性进行严格的检测,经过长时间的工作数据及大量案例分析,设计出理想的工作电路。
对于LED光源的控制来讲,电路设计方案的产生都会面临极大的挑战,电路设计是采用串联还是并联都或多或少的对电路的工作的稳定性有影响。LED光源的型号、规模的多样性,使得驱动电路设计方案的不同。在实际设计过程中,还要对多种方案进行必要的工作测试,这样才能应用到实际的LED光源当中。
LED驱动电路结构通常为三类,下面对这几种结构进行简单说明。
2.1 线性结构
线性结构(LDO结构)的基本构件包括:调整管、稳压电源、比例电阻、误差测算器。这种结构往往涉及简单、易操作。并且这种结构构件成本较低,非常受市场的欢迎。但是这样的结构也有明显的缺陷。线性结构由于电路设计的特殊性只能对增压有着明显的效果,反之对降低电压明显不足。在输出电压的过程中,当电压升高时,调整管中电压电流会明显减小,从而降低电压输出,这就在一定程度上达到了稳压的目的。
2.2 电容式开关结构
电容式开关结构是以元器件电容为结构基础的一种电路结构,这也决定了该结构具有体积小、高效能的特点。在电路的实际工作过程中,该结构能适应多种LED电路的结构布置。这提高了LED光源的应用市场,使得LED光源的低耗能特性得到应用推广。输入电压往往对于电路来讲具有明显的不确定性,也就是说电压的不稳定性对于电容式开关结构来讲是种考验,如何在电路导通的时候,对电压的稳定性起到关键性的支持作用,决定了该设计结构的成功与否。
2.3 电感式开关结构
这一部分可通过3种结构来实现,分别为升压、降压和反转型的,不管是哪种类型的,均是为了保证电流的灵活控制和电路输出端的及时保护。尤其对于反转型的电感式开关结构来说,需要加入一定的反馈作用机制,促成电路反馈环形结构的实现,在电压调整过程发挥稳定作用。
3 高压LED恒流驱动电路的验证分析
通过笔者对上文中LED恒流驱动电路的设计方案进一步分析,并对电路中所用的芯片HV9911进行研究可知,整体的横流电路可以分为以下几个部分,比如线性稳压器、上电复位、DC一DC电路、过爪保护等具体作用模块。为了保证横流电路设计的科学有效,还进行了一定的验证分析。
可以说这整个电路部分的作用机理中最为重要的就是内部的线性稳压器模块,这一部分通过对系统外部的高电压进行一定的恒压处理,使之能够稳定在8.IV左右,当然这样一个数值仍然与我们所用芯片的具体性能参数存在着些许出入,不过已经可以稳定地为芯片提供电量需要,当然为了进一步实现其横流高压功能,还设计了斜坡补偿电路,这部分在进行功能验证时发挥重要作用。另外的电压是基准电压模块所产生的,能够分去1.27V的压力;而功耗最小的就是上电复位电路,在整个电路没有耗电之前,这部分电路也处于完全无压力状态,不需要开启。
进一步的仿真结果也充分说明了本电路可以实现对系统的恒流驱动以及各种调光、保护功能,当然还能显示出一定的电流控制效果。除了实现芯片对电压的需求外,电路整体性能也达到了预设方案的效果,证明本研究的可行性和科学性。
参考文献
[1]周志敏,周纪海,纪爱华等.LED驱动电路设计与应用[M].北京:人民邮电出版社,2006.
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