基于PWM的路燈節(jié)能裝置的設(shè)計

　　在IGBT的驅(qū)動電路設(shè)計時要注意以下幾點：

　?。?）IGBT柵級耐壓一般在±20V左右，因此驅(qū)動電路輸出端應(yīng)設(shè)有柵極過電壓保護電路，通常的做法是在柵極并聯(lián)穩(wěn)壓二極管或者電阻。并聯(lián)穩(wěn)壓二極管的缺陷是將增加的等效輸入電容inC，從而影響開關(guān)速度；并聯(lián)電阻的缺陷是將減小輸入阻抗，增大驅(qū)動電流，本文選擇后者。

　?。?）盡管IGBT所需驅(qū)動的功率很小，但由于MOSFET存在輸入電容inC，開關(guān)過程中需要對電容充電放電，因此驅(qū)動電路的輸出電流應(yīng)該足夠大，假定開通驅(qū)動時，在上升時間rt內(nèi)線性地對MOSFET的輸入電容inC充電，則驅(qū)動電流為GEinGSrI=CUt，其中可取2.2rint=RC，其中R為輸入回路電阻。

　　（3）為可靠關(guān)閉IGBT，防止發(fā)生鎖定效應(yīng)，要給柵極加一負電壓，因此應(yīng)采用雙電源為驅(qū)動電路供電。其具體的驅(qū)動電路圖如圖3所示。

　　3.2 信號采樣電路設(shè)計

　　對電網(wǎng)電壓、電流信號的采集的實時性及其采樣的精度在很大的程度上決定了系統(tǒng)的性能。根據(jù)對Atmega128單片機的集成ADC性能的分析，綜合考慮了其轉(zhuǎn)換時間、分辨率、線性誤差、量程和對基準電壓的要求等主要技術(shù)指標，判斷其能夠滿足系統(tǒng)設(shè)計的要求，并且通過外接精密基準電源的方式來保證系統(tǒng)的精度。對于對電網(wǎng)信號采集的前端信號變換模塊，主要考慮一下幾個因素：首先是采樣信號的質(zhì)量，既能夠真實的反映電網(wǎng)電壓、電流的情況，又不要為系統(tǒng)帶來干擾，這要求電路有良好的隔離措施；其次采樣信號的電壓范圍要和ADC的基準電壓的量程相符合，超過或者過低于基準電壓工作范圍的設(shè)計都是不合理的；第三，要注意阻抗匹配問題，若阻抗不匹配，可能得到的采樣值不能準確反映電網(wǎng)信號的參數(shù)，并且可能燒毀ADC的輸入端口。

　　由于單片機的AD采樣端口只能采樣正電壓，因而將所要采樣的為交流電壓經(jīng)變壓器降壓、整流和分壓后再采樣，此時將電壓限制在0V-5V之間，為了保持采樣電壓的精度與穩(wěn)定度，在輸入端口并聯(lián)一個電容抗干擾，在串聯(lián)一個電阻滿足ADC阻抗匹配的要求。其電路圖如圖4所示：

　　3.3 RS232接口電路

　　PC與單片機組成多機系統(tǒng)最簡單的連接是零調(diào)制三線經(jīng)濟型。這是進行全雙工通信所必須的最少數(shù)目的電路。PC配置的是RS-232C標準串行接口，二者的電氣規(guī)范不一致，因此要完成PC與單片機的數(shù)據(jù)通信，必須進行電平轉(zhuǎn)換，本設(shè)計選用的芯片為MAX232，將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS-232電平。同時也因為RS-232C標準串行接口應(yīng)用比較廣泛，技術(shù)成熟，所以我們選用RS-232C標準串行接口。具體電路如圖5所示：