CN207099376U - 一种用于健康照明测试的纹波频率可调恒流源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于健康照明测试的纹波频率可调恒流源，该恒流源的所述辅助供电单元连接主控逻辑单元与输出量采样反馈单元；主控逻辑单元的PWM信号输出连接变频单元和功率变换单元的PWM信号输入端；变频单元的电压输入端连接220V工频电压电源，输出连接功率变换单元的电压输入端；功率变换单元的输出连接整流输出滤波单元的输入，整流输出滤波单元的输出连接LED光源。本实用新型驱动的负载为LED光源，根据实验测试要求可以通过上位机改变LED光源驱动电流的纹波频率并观察不同的纹波频率光线对灵长类动物的视觉影响，可用于灵长类动物健康照明测试。
Description
技术领域
本实用新型属于恒流源技术领域，特别涉及一种用于灵长类动物健康照明测试的纹波频率可调的恒流源。
背景技术
目前市面上驱动LED光源的恒流源大部分为直流输出恒流源，且叠加在直流分量上的纹波频率多为50/60Hz的2倍，无法根据需要进行调节。灵长类动物健康照明测试需要设置具有不同纹波频率的电流值驱动LED光源进行照明，以此来观察不同的纹波频率的光线对灵长类动物的视觉影响，目前尚无既能驱动LED光源进行照明，纹波频率又能进行连续调节的恒流源。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于健康照明测试的纹波频率可调恒流源。
为了解决上述技术问题，本实用新型的用于健康照明测试的纹波频率可调恒流源，包括主控逻辑单元、功率变换单元、整流输出滤波单元、变频单元、辅助供电单元；所述辅助供电单元连接主控逻辑单元与输出量采样反馈单元；主控逻辑单元的PWM信号输出连接变频单元和功率变换单元的PWM信号输入端；变频单元的电压输入端连接220V工频电压电源，输出连接功率变换单元的电压输入端；功率变换单元的输出连接整流输出滤波单元的输入，整流输出滤波单元的输出连接LED光源。
进一步，本实用新型还包括输出量采样反馈单元，整流输出滤波单元的输出通过输出量采样反馈单元连接主控逻辑单元。
所述主控逻辑单元输出PWM信号控制变频单元对220V工频输入电压频率进行调制，使变频单元输出频率与目标纹波频率一致的电压，同时控制功率变换单元进行功率变换；功率变换单元输出的能量经整流输出滤波单元整流滤波后输出有效值恒定的输出电流，以控制LED光源发光。此时的输出电流会叠加交流纹波，纹波频率与目标纹波频率一致。输出量采样反馈单元对整流输出滤波单元的输出电流进行采样并进行A/D转换后反馈给主控逻辑单元，主控逻辑单元根据反馈的采样数据改变PWM信号的占空比，对输出电压和电流进行修正。
所述主控逻辑单元可以通过RS232、RS485或USB三种方式与上位机进行通信，通过上位机设置目标纹波频率及输出电流值。
所述输出量采样反馈单元由互感线圈和A/D转换单元构成；互感线圈采集整流滤波单元输出的电压和电流模拟量并传输给A/D转换单元，A/D转换单元将其量化后反馈给主控逻辑单元。
所述输出量采样反馈单元还可以由大功率采样电阻和A/D转换单元构成；大功率采样电阻采集整流滤波单元的电压和电流模拟量并传输给A/D转换单元，A/D转换单元将其量化后反馈给主控逻辑单元。
本实用新型驱动的负载为LED光源，根据实验测试要求可以通过上位机改变LED光源驱动电流的纹波频率并观察不同的纹波频率光线对灵长类动物的视觉影响，输出电流纹波的频率范围从0-10KHz，调节步长为1Hz，可用于灵长类动物健康照明测试。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。
图1为本实用新型的用于健康照明测试的纹波频率可调恒流源结构框图。
图2为本实用新型的优选实施方式结构原理图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的用于健康照明测试的纹波频率可调恒流源，包括主控逻辑单元、功率变换单元、整流输出滤波单元、变频单元、辅助供电单元、输出量采样反馈单元；所述辅助供电单元连接主控逻辑单元和输出量采样反馈单元；主控逻辑单元的PWM信号输出连接变频单元和功率变换单元的PWM信号输入端；变频单元的电压输入端连接220V工频电压电源，输出连接功率变换单元的电压输入端；功率变换单元的输出连接整流输出滤波单元的输入，整流输出滤波单元的输出连接LED光源；整流输出滤波单元的输出通过输出量采样反馈单元连接主控逻辑单元。
如图2所示，所述主控逻辑单元使用单片机作为控制IC，上位机首先选择RS232、RS485、USB三种通信方式之一与单片机进行通信，并且设置目标纹波频率及输出电流值。纹波频率调节范围为0-10KHz，调节步长为1Hz。
单片机输出PWM控制信号接入变频单元，通过控制PWM占空比大小来控制变频单元中的四只功率开关元件Q1、Q2、Q3、Q4的通断，从而对50hz工频电压进行调制使得变频单元输出的电压频率与目标纹波频率相同，其中功率开关元件Q1、Q2、Q3、Q4使用IGBT或者MOSFET，调制后的电压通过隔离变压器T1接入下一级功率变换单元。
功率变换单元使用反激拓扑对变频单元输出的电压进行功率变换，再经过整流输出滤波单元输出有效值恒定的电流来驱动LED负载，功率变换单元主要由高频变压器T2及主功率开关元件Q5构成，主功率开关元件Q5选用IGBT或者MOSFET，它接收单片机的PWM信号控制高频变压器T2中能量的存储和释放，高频变压器T2中的能量再通过整流输出滤波单元输出有效值恒定的输出电流。此时的输出电流会叠加交流纹波，纹波频率与目标纹波频率一致。
输出量采样反馈单元使用感应线圈L1、L2实时采集输出电压和电流值，然后经A/D转换单元将采集信号发送给单片机，单片机与预设值进行对比，通过改变PWM信号的占空比，对可能出现偏差的输出电流和电压进行修正。
所述输出量采样反馈单元还可以由大功率采样电阻和A/D转换单元构成；大功率采样电阻串联在整流滤波单元的输出端，然后输出端并联LED光源进行恒流驱动。
辅助供电单元采用一个直流稳压电路为单片机和A/D转换模块提供恒定的直流电压。
Claims (5)
1.一种用于健康照明测试的纹波频率可调恒流源，其特征在于包括主控逻辑单元、功率变换单元、整流输出滤波单元、变频单元、辅助供电单元；所述辅助供电单元连接主控逻辑单元与输出量采样反馈单元；主控逻辑单元的PWM信号输出连接变频单元和功率变换单元的PWM信号输入端；变频单元的电压输入端连接220V工频电压电源，输出连接功率变换单元的电压输入端；功率变换单元的输出连接整流输出滤波单元的输入，整流输出滤波单元的输出连接LED光源。
2.根据权利要求1所述的用于健康照明测试的纹波频率可调恒流源，其特征在于还包括输出量采样反馈单元，整流输出滤波单元的输出通过输出量采样反馈单元连接主控逻辑单元。
3.根据权利要求1所述的用于健康照明测试的纹波频率可调恒流源，其特征在于所述主控逻辑单元通过RS232、RS485或USB方式与上位机进行通信。
4.根据权利要求2所述的用于健康照明测试的纹波频率可调恒流源，其特征在于所述输出量采样反馈单元由互感线圈和A/D转换单元构成；互感线圈采集整流滤波单元输出的电压和电流模拟量并传输给A/D转换单元，A/D转换单元将其量化后反馈给主控逻辑单元。
5.根据权利要求2所述的用于健康照明测试的纹波频率可调恒流源，其特征在于所述输出量采样反馈单元由大功率采样电阻和A/D转换单元构成；大功率采样电阻采集整流滤波单元的电压和电流模拟量并传输给A/D转换单元，A/D转换单元将其量化后反馈给主控逻辑单元。
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| CN201720874478.6U CN207099376U (zh) | 2017-07-19 | 2017-07-19 | 一种用于健康照明测试的纹波频率可调恒流源 |
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| CN (1) | CN207099376U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109996372A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-07-09 | 电子科技大学中山学院 | 一种led驱动电源 |
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2017
- 2017-07-19 CN CN201720874478.6U patent/CN207099376U/zh active Active
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