• 回复
  • 收藏
  • 点赞
  • 分享
  • 发新帖

【原创】一种PWM调光接口电路

  在我的这篇文章——【原创】说说我的电源之路——化学专业改行设计电源中,我提到了在飞利浦照明的时候,曾经做过一种PWM调光接口。当时因为调光的PWM信号比较特别,所以曾经让我们的老大比较头痛,甚至打算用单片机来完成信号转换。但是后来我采用了一个简单的办法完成了这个电路。有朋友在帖子里问,是否可以拿出来参考一下。那么现在我拿出来与大家一起共享、讨论。

  就电路本身而言,其实没有什么特别的,很简单。只不过,有的时候,需要的是那么一点点创意。那么请允许我先卖个关子,等两天再告诉大家我是怎么做的。在此之前,先请大家考虑一下,假如是你,你会怎么做?欢迎参与!说不定你能想出更妙的方法。

  我把要求提出来:

  背景:我们有一种专用IC控制的电子镇流器,这个电子镇流器的IC有一个控制脚可以根据PIN脚上的电压实现对灯功率的调节,具体参数我记不清了,就假设是0~3V吧。

  现在给电子镇流器提供一个要求电气隔离的PWM信号,这个PWM信号的电压幅值会在5~28V之间任意值,频率会在100~1000HZ之间的任意值,PWM信号带载能力大约10mA(这个我记不清具体的数字了,大概是这个量级)。那么要求当PWM信号的占空比在5%~95%变化时,灯的亮度随之变化(假设灯的亮度和灯功率一致)。因为是照明产品,对控制精度要求不是很高,所以数据上有点偏差是允许的。请大家开动脑筋,想想怎么做?方法简单可靠就好,成本也是越低越好。

全部回复(83)
正序查看
倒序查看
2011-11-14 13:24
多谐无稳态+PC817?
0
回复
gaohq
LV.8
3
2011-11-14 13:37
记得好像是把PWM信号转成电流信号的。期待图出来学习。
0
回复
2011-11-14 13:41
@fayehuang99
多谐无稳态+PC817?
可否简单画张电路图出来解说一下?
0
回复
2011-11-14 16:13
在家帮顶~~!!!
0
回复
2011-11-14 16:39

欢迎大家积极参与,共同讨论。不要不好意思哦!

0
回复
贴片机
LV.8
7
2011-11-14 18:48
是这个意思么? 
0
回复
820106lgq
LV.3
8
2011-11-14 19:31
@贴片机
是这个意思么?[图片] 

看不懂??????????????

0
回复
贴片机
LV.8
9
2011-11-14 19:46
@820106lgq
看不懂??????????????
哪里看不懂?
0
回复
GreenEnergy
LV.7
10
2011-11-14 20:19

这个PWM信号的电压幅值会在5~28V之间任意值,频率会在100~1000HZ之间的任意值

雪大师的意思是:电压是在5~28V内某一值固定不变的,还是动态变化着的?

                          对“频率会在100~1000HZ之间的任意值”也有同问。

0
回复
amonson
LV.8
11
2011-11-14 21:03

只跟占空比有关的话,那么幅值和频率都是无用参数。而又要求隔离,所以至少要用到光耦或者变压器。精度要求不高的话,从简单和便宜的角度来讲首选光耦:

1、先用4.7V稳压管嵌位该PWM信号

2、通过光耦实现隔离

3、LCD滤波(类似Buck电路,光耦控制开关)得到一个DVcc的直流信号来控制Pin

0
回复
2011-11-14 23:21
@GreenEnergy
这个PWM信号的电压幅值会在5~28V之间任意值,频率会在100~1000HZ之间的任意值雪大师的意思是:电压是在5~28V内某一值固定不变的,还是动态变化着的?                         对“频率会在100~1000HZ之间的任意值”也有同问。

对于某个已经确定了的控制器,电压和频率应该是确定的。但是客户那里无法保证控制器的一致性,所以电压和频率在不同的控制器之间是在这个范围内的任意组合。

但我们的镇流器无法预测会接到一个什么样的控制器上。

说明一下,PWM信号的来源是客户的控制器提供的。

0
回复
2011-11-14 23:23
@amonson
只跟占空比有关的话,那么幅值和频率都是无用参数。而又要求隔离,所以至少要用到光耦或者变压器。精度要求不高的话,从简单和便宜的角度来讲首选光耦:1、先用4.7V稳压管嵌位该PWM信号2、通过光耦实现隔离3、LCD滤波(类似Buck电路,光耦控制开关)得到一个DVcc的直流信号来控制Pin
画个图,给点简单的参数说明一下看看。变压器的体积、重量、励磁电流、频率范围等决定了变压器在这里不合适,还是用光耦隔离吧。
0
回复
2011-11-14 23:25
@贴片机
是这个意思么?[图片] 
有点像,但是输入端的电压变化范围很大,你的光耦的输入端那个电阻打算取多大的值呢?
0
回复
amonson
LV.8
15
2011-11-14 23:47
@乞力马扎罗的雪
画个图,给点简单的参数说明一下看看。变压器的体积、重量、励磁电流、频率范围等决定了变压器在这里不合适,还是用光耦隔离吧。

 

电阻参数给出,其他参数没算,Vcc根据你的0--3V条件取3.3V,5k1用0.5W的,其他的用0805或者0603贴片就可以了。

0
回复
2011-11-15 00:07
@amonson
[图片] 电阻参数给出,其他参数没算,Vcc根据你的0--3V条件取3.3V,5k1用0.5W的,其他的用0805或者0603贴片就可以了。

有几个问题:

1,输入端的zener根本就没有导通。简单说明:假如光耦的初级导通压降为零的话,那么zener上的电压就是510欧电阻和5.1K电阻的分压,这个分压值比例是0.09倍的输入电压。也就是说输入28V电压的时候,ZENER上的电压也才只有2.55V左右。那么即便光耦初级导通电压为1V的话,zener上的电压也还是不够的。那么输入电流随着PWM信号的幅值,还是有较大的变化的。

2,这个镇流器中,控制IC的调光控制PIN是电压控制的,属于高阻输入。那么你的电路后级采用BUCK型的电路结构。由于输出负载电流很小,那么电感电流就不再是连续模式,连续模式下BUCK输出电压和占空比关系的公式不成立了。输出电压就不等于输入电压乘以占空比了。极端情况,就是输出的电压基本等于输入的电压,就是你图中的VCC。无法实现调光。

0
回复
amonson
LV.8
17
2011-11-15 00:35
@乞力马扎罗的雪
有几个问题:1,输入端的zener根本就没有导通。简单说明:假如光耦的初级导通压降为零的话,那么zener上的电压就是510欧电阻和5.1K电阻的分压,这个分压值比例是0.09倍的输入电压。也就是说输入28V电压的时候,ZENER上的电压也才只有2.55V左右。那么即便光耦初级导通电压为1V的话,zener上的电压也还是不够的。那么输入电流随着PWM信号的幅值,还是有较大的变化的。2,这个镇流器中,控制IC的调光控制PIN是电压控制的,属于高阻输入。那么你的电路后级采用BUCK型的电路结构。由于输出负载电流很小,那么电感电流就不再是连续模式,连续模式下BUCK输出电压和占空比关系的公式不成立了。输出电压就不等于输入电压乘以占空比了。极端情况,就是输出的电压基本等于输入的电压,就是你图中的VCC。无法实现调光。
恩,光耦的初级电阻确实考虑不周,那两个电阻需要调整。后级的电流我不知道有多大,主要问题会发生在最低频率最大占空比时,后面确实很可能吃不掉那么大的负载电流。频率太低,最大占空比又太大。还是等你公布答案吧
0
回复
amonson
LV.8
18
2011-11-15 00:39
@amonson
恩,光耦的初级电阻确实考虑不周,那两个电阻需要调整。后级的电流我不知道有多大,主要问题会发生在最低频率最大占空比时,后面确实很可能吃不掉那么大的负载电流。频率太低,最大占空比又太大。还是等你公布答案吧[图片]
或者用RC滤波?不过我第一感觉RC在低频大占空比时损耗大,所以想到换用电感。
0
回复
btma
LV.8
19
2011-11-15 07:56
我也凑个热闹,呵呵!  
0
回复
2011-11-15 08:50
@amonson
或者用RC滤波?不过我第一感觉RC在低频大占空比时损耗大,所以想到换用电感。
嗯,用RC,而且需要有充电也有放电。
0
回复
2011-11-15 08:50
@btma
我也凑个热闹,呵呵![图片]  
马兄,图片看不见。。。。。。
0
回复
zxcmnbv888
LV.5
22
2011-11-15 09:04
@乞力马扎罗的雪
马兄,图片看不见。。。。。。

我一點都看不懂呢,慢慢學

0
回复
贴片机
LV.8
23
2011-11-15 10:47
@乞力马扎罗的雪
有点像,但是输入端的电压变化范围很大,你的光耦的输入端那个电阻打算取多大的值呢?
这样行么?不管输入电压如何变化,流过光耗的电流是恒定的... 
0
回复
2011-11-15 16:19
@贴片机
这样行么?不管输入电压如何变化,流过光耗的电流是恒定的...[图片] 
0
回复
贴片机
LV.8
25
2011-11-15 17:22
@乞力马扎罗的雪
[图片]
请雪版公布一下你的电路吧...
0
回复
cnkaqi010
LV.2
26
2011-11-15 17:23
@zxcmnbv888
我一點都看不懂呢,慢慢學

有点模糊,嘿嘿

www.cndqsbw.com

0
回复
btma
LV.8
27
2011-11-15 21:14
@乞力马扎罗的雪
马兄,图片看不见。。。。。。

再贴一次,雪大师是否能看见?追求了一下成本低、全贴片体积小。

 

0
回复
ctx1211
LV.7
28
2011-11-15 22:04
@btma
再贴一次,雪大师是否能看见?追求了一下成本低、全贴片体积小。[图片] 
还是看不到,菜鸟来学习一下
0
回复
2011-11-16 10:05
@btma
再贴一次,雪大师是否能看见?追求了一下成本低、全贴片体积小。[图片] 

嗯,现在可以看见了。

利用D1、D2的箝位构成一个恒压源。恒压源通过三极管和负载R2其实是构成恒流源。光耦初级侧的电流不随输入电压而变化。

这个电路想法很好。但是需要验证。我比较担心的是D1、D2的导通压降的稳定性产生的影响究竟有多大。

0
回复
2011-11-16 10:11
@乞力马扎罗的雪
嗯,现在可以看见了。利用D1、D2的箝位构成一个恒压源。恒压源通过三极管和负载R2其实是构成恒流源。光耦初级侧的电流不随输入电压而变化。这个电路想法很好。但是需要验证。我比较担心的是D1、D2的导通压降的稳定性产生的影响究竟有多大。
好帖子 顶一个 嘻嘻
0
回复
2011-11-16 13:45

好吧,公布我采用的方案。其实和有的朋友的方法很接近。

图中元件数值仅供参考,因为时间已经很久了,当时的线路以及参数的细节我也记的不清楚了。主要是给大家看一个思路吧。

   

当时的主要几个想法是:

1,光耦初级侧采用电流源。查看了一些元件的datasheet,发现LM317的调整端的电流只需要100uA,比较合适。

2,光耦的传输比要大,初级电流要比次级大一些,这样可以保证工作在饱和状态,降低电流传输比变化的影响。

3,后级的RC电路,要考虑充电和放电的阻抗问题。

0
回复