基于PWM的路燈節(jié)能裝置的設(shè)計
1 引言
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/168972.htm隨著城市現(xiàn)代化建設(shè)步伐的加快,社會對城市道路照明及城市亮化工程的要求也更高,國家明確要求要把節(jié)約資源作為國家的基本的國策,節(jié)能已成為社會發(fā)展的主流。
本文設(shè)計了基于ATmega128處理器為核心搭建硬件平臺,設(shè)計了PWM斬波調(diào)壓電路,實現(xiàn)了對路燈電壓的合理調(diào)節(jié)。電壓自動調(diào)節(jié)電路主要以PWM斬波技術(shù)為核心,設(shè)計實際電路,調(diào)試獲得成功,達(dá)到了降壓的目的。針對在該種降壓電路中開關(guān)管的工作頻率較高,會產(chǎn)生高次諧波,為了抑制高次諧波,通過具體計算設(shè)計了濾波電路,并調(diào)試成功。
2 系統(tǒng)總體設(shè)計
如圖1所示:首先,是建立一個交流調(diào)壓系統(tǒng),系統(tǒng)的被控對象為電網(wǎng)電壓,控制器通過交流斬波技術(shù)對電網(wǎng)電壓波形進(jìn)行斬波,達(dá)到調(diào)壓的效果,并且通過電壓采集電路對輸出電壓進(jìn)行采集,控制器得到電壓的采樣值并對其進(jìn)行分析,根據(jù)分析結(jié)果對被控對象進(jìn)行下一步的調(diào)節(jié),直到輸出電壓達(dá)到理想的狀態(tài);其次,通信接口的設(shè)計,RS-232串口通信功能傳輸數(shù)據(jù)的接口電路的設(shè)計,形成完整的通信功能;再次,對系統(tǒng)的通用性,交互性及人性化設(shè)計,通過鍵盤接口對系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定,并且通過液晶顯示模塊顯示操作要求和數(shù)據(jù)。
3 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計
3.1 脈寬調(diào)制降壓設(shè)計思路
本方法主要通過控制開關(guān)的頻率以使輸出電壓的有效值降低達(dá)到降壓的目的,PWM的頻率在180KHz—200KHz,可以無級調(diào)整,輸出電壓波形為標(biāo)準(zhǔn)的正弦波,但需要濾波。
圖2 脈寬調(diào)制降壓原理圖
如圖2所示電路,由二極管D1、D2、D3、D4組成的橋式整流電路中,由于二極管的單向?qū)щ娦?,可以判斷A點的電壓始終高于B點的電壓。在A、B之間接三極管,利用三極管的開關(guān)特性對橋式電路的輸出進(jìn)行控制,這就是所謂的脈寬調(diào)制原理。當(dāng)控制電壓為一系列幅值相等而寬度不相等的脈沖,并且按照一定的規(guī)則對各脈沖寬度進(jìn)行調(diào)制,便可以得到相應(yīng)的輸出電壓。此時電路輸出的波形為被高頻脈沖切割后的電壓波形,為了得到標(biāo)準(zhǔn)的正弦波,并且減小高頻分量對電源質(zhì)量的影響,分別在電路的輸入和輸出端串聯(lián)一個電抗器進(jìn)行平波。綜上所述,便得到了利用脈寬調(diào)制原理,通過控制整流電路來改變輸出電壓的電路。通過該電路后產(chǎn)生的波形雖然有諧波,需要濾波,但是其成本相對來講較低,并且輸出的是標(biāo)準(zhǔn)的正諧波。
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