具有遙控功能的LED驅動開關電源設計

劉志鵬 王見樂

摘要：本文主要設計一個具有遙控功能的LED驅動開關電源，且具有一定的保護功能（過流、過壓即浪涌保護等），同時考慮遙控功能具有一定的拓展性。

關鍵詞：遙控;開關電源;電路

1、遙控部分設計

1.1遙控方案的選擇

對于室內的LED燈的控制方案，常用的一般為：（1）高頻的無線模塊;（2）固定的紅外模塊。第一種方案中的WI-FI缺點在于構造復雜，會受到各種其它WI-FI信號的干擾，且WI-FI模塊的成本高昂，制作過程復雜，收費很高，不滿足價格低廉的條件。ZigBee的情況也是如此，雖然它具有保密性好、傳輸速度更快，但成本依然十分昂貴，穩定性也不是很好。所以本設計選擇的方案是紅外模塊控制方案，它不僅可以接收巨大的信息量，而且制作方便，價格低廉，適用于普通家庭的智能控制。紅外線芯片選擇PT2262和PT2272，分別為發射芯片和接收芯片。

1.2系統控制方案的設計

為方便操作，本文按照每個房間只有一盞LED燈進行設計。采用單片機對LED燈進行輔助控制。每個房間放置一個PT2272接收芯片，每一個紅外遙控裝置通過一個發射芯片和單片機模塊進行輔助控制。在本項目的設計中，每個數據端都有一個開關可以撥到高、低兩個電平上。當單片機發現某一個數據端有高低電平發生變化時，就會把相對應的地址設置成與數據位相對應的地址，然后經過芯片PT2262將數據發射出去，此時擁有相同地址的PT2272的接收端就會完成接收，同時將D0位設置為高電平狀態，最終達到驅動電磁繼電器的目的，反過來對于D1也是如此，這樣一來就可以根據不同的數據位來控制不同房間的LED燈。

2、開關電源的設計

開關電源的設計主要包含四個模塊：EMI模塊，反激變換器模塊，恒流模塊以及PFC模塊，在本文設計的電路中，為了使操作更加方便，利用一個OR電阻與供電電阻相連接，如圖所示，同時利用同樣的方法處理第四引腳，電路中的熱敏電阻RT15D-9和壓敏電阻ZNR110D471起到的是保護作用。F1是規格為250V/2A的保險絲，U3表示的是光電耦合管，其作用是輸送反饋信號，從而調節占空比，圖中變壓器原副邊間0.1uF的電容起到了抑制共模信號的作用。該電源整體電路圖如圖2.1：

2.1 PFC設計

本設計PFC校正電路采用采用DC-DC（直流電壓變換器）與整流電路相連接的有源功率因數校正。具體分兩個步驟：

第一步是交流轉直流的過程。輸出電壓波形是正弦半波，可通過以上校正電路轉換成直流電壓，其電壓值略高于轉換前的正弦電壓值。

第二步是對輸入電流進行檢測，并通過以上基本電路使其與輸入電壓相位保持一致。輸出電流一般利用PFC芯片進行采樣，再將正弦電流的基準值與實際得到的采樣值相比較，其結果會產生相應的誤差電壓，針對不同的誤差電壓來對開關管的導通時間和頻率進行設置，這樣，無論是相位還是幅值，電網電流都能和基準電流保持一致。

2.2反激變換器模塊

本文在設計過程中，由于需要驅動的對象是LED燈，其功率一般是50W左右，因此選擇反激變換器作為PFC后的后一級變換電路。反激變換器不需要附加繞組來實現磁芯復位，因此成本低，體積小，電路簡單，操作簡單，可行性高。

2.3EMI濾波器模塊

考慮整個系統不受外部電磁干擾，本設計采用專門的EMI濾波器對電磁干擾（輸入線路中）進行相應的處理。EMI濾波器能很大程度上抑制傳導過程中的電磁干擾，即可以將50Hz的信號近似不失真、無衰減地傳遞到相應的裝置中去，同時可以將來自電網以及自身的EMI信號近似完全衰減，且其對于共模、差模信號都有很好的抑制效果。圖2.2即為本設計采用的EMI濾波器模型。

總結

本文主要設計分析一個簡單的、成本不高的、方便快捷的遠程智能遙控開關的開關電源，主要針對室內LED燈進行控制，實現方便節能的目的。

參考文獻：

[1]高俊嶺，張東，李登魁，闞聰.基于平均電流控制的升壓式PFC研究[J].重慶工商大學學報（自然科學版），2020，37（04）：9-13.

[2]鄭真福.開關電源EMI濾波器的設計[J].通信電源技術，2020，37（10）：111-113.

[3]俎阿倩.基于直流電流分布式電源系統架構的多路LED驅動電源研究[D].重慶大學，2019.

[4]喬永娜.大功率LED驅動電源及其控制策略的研究[D].東北石油大學，2018.

[5]吳航.開關電源的EMI濾波器設計與實現[D].電子科技大學，2015.

[6]武小軍，秦開宇，唐博.EMI濾波器設計[J].電子測試，2011（07）：75-80+113.

[7]張蘭霞.多種PFC電路拓撲結構的研究[D].武漢理工大學，2010.

（湖北文理學院）