楊松
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UNIVERSAL | PWT-10-34-GI-G 1/2 |
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Gelbau | 3100.0110I(20 meters long) |
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目前鐵路信號(hào)燈主要采用雙絲白熾燈作為光源,但因其壽命問(wèn)題,始終制約著信號(hào)燈的發(fā)展。隨著LED光源的出現(xiàn),尤其是大功率LED技術(shù)的日趨成熟,采用LED作為信號(hào)燈光源就逐漸成為一種趨勢(shì)。而實(shí)現(xiàn)LED光源高可靠性的關(guān)鍵技術(shù),則是驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì)。為此,提出一種基于LM2576和AD8217芯片實(shí)現(xiàn)的高精度恒流電源設(shè)計(jì)方案,具有精度高、穩(wěn)定性高等特點(diǎn)。
1.硬件設(shè)計(jì)
高精度恒流電源總體框圖如圖1所示,主要由降壓整流濾波電路、門(mén)限電路、開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓集成電路和恒流反饋電路4部分組成。
圖1 高精度恒流電路總體框圖
1.1降壓整流濾波電路
采用工頻線繞R型變壓器進(jìn)行降壓處理,使用橋式整流電路和濾波電容進(jìn)行整流濾波,輸出相對(duì)穩(wěn)定的直流電源。
1.2門(mén)限電路
為了避免信號(hào)燈在異常干擾電壓下誤觸發(fā)點(diǎn)燈,設(shè)置了啟動(dòng)門(mén)限,即必須大于門(mén)限電壓閾值才可點(diǎn)燈。門(mén)限電路原理如圖2所示。當(dāng)輸入電壓值小于門(mén)限值時(shí),Q1導(dǎo)通,Q2截止,此時(shí)消感應(yīng)電阻R3接通,LM2576電源電路關(guān)閉,信號(hào)燈不會(huì)被點(diǎn)亮;當(dāng)輸入電壓值大于等于門(mén)限值時(shí),Q1截止,Q2導(dǎo)通,消感應(yīng)電阻R3斷開(kāi),LM2576電源電路打開(kāi),信號(hào)燈將會(huì)被點(diǎn)亮。
圖2 門(mén)限電路原理圖
1.3開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓集成電路
采用以LM2576系列開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓集成芯片為核心的開(kāi)關(guān)型電源電路,具有效率高、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。LM2576是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的3A電流輸出降壓開(kāi)關(guān)型集成穩(wěn)壓電路,內(nèi)含固定頻率振蕩器(52kHz)和基準(zhǔn)穩(wěn)壓器(1.23V),并具有完善的保護(hù)電路,包括電流限制及熱關(guān)斷電路等,外圍僅需較少器件即可構(gòu)成高效的恒流穩(wěn)壓電路。采用的LM2576-ADJ可調(diào)式穩(wěn)壓芯片,通過(guò)控制輸入反饋信號(hào)實(shí)現(xiàn)恒流穩(wěn)壓。開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓集成電路原理如圖3所示。LM2576控制端口連接門(mén)限電路,當(dāng)滿(mǎn)足閾值要求時(shí)打開(kāi)電源;LM2576反饋端口連接恒流反饋電路,輸出恒定電流以滿(mǎn)足信號(hào)燈點(diǎn)燈要求。
圖3 開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓集成電路原理圖
1.4恒流反饋電路
采用以AD8217分流放大器為核心的電路,具有穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。AD8217是一款高壓、高分辨率分流放大器,設(shè)定增益為20V/V,在-40℃~+125℃寬溫度范圍內(nèi)的最大增益誤差為±0.35%,緩沖輸出電壓可以直接與任何典型轉(zhuǎn)換器連接。AD8217可以提供從4.5~80V的共模抑制性能,并內(nèi)置一個(gè)LDO(低壓降穩(wěn)壓器),無(wú)需電源供電。AD8217芯片引腳輸出簡(jiǎn)單,僅包含同向輸入IN+、反向輸入IN-、輸出OUT和接地GND。
恒流反饋電路原理如圖4所示。設(shè)定信號(hào)燈恒流300mA,點(diǎn)燈回路中采樣電阻R1取值0.75Ω,恒流反饋分壓電阻R3取值3.6KΩ。LM2576反饋電壓輸入值為1.23V,根據(jù)計(jì)算式0.75×0.3×20×3.6/(R2+3.6)=1.23,計(jì)算結(jié)果R2=9.57≈9.6KΩ,反算恒流值I=300.6mA。
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