led 近十年來，光源發(fā)展達(dá)到了新月異的水平，迅速應(yīng)用于汽車、建筑、醫(yī)療、景觀照明等終端市場(chǎng)，LED 照明比傳統(tǒng)照明更可靠、更高效，在市場(chǎng)上也越來越受歡迎。LED 安裝使用受輸電線鋪設(shè)的束縛，影響使用場(chǎng)合的靈活性；同時(shí)，由于LED 高頻變壓器、在高頻變壓器、功率開關(guān)管等非線性設(shè)備，它會(huì)導(dǎo)致引入電網(wǎng)的諧波電流增加，影響電網(wǎng)的供電質(zhì)量。目前，很少有無線電源同時(shí)考慮減少諧波對(duì)電網(wǎng)的影響LED 照明等成套系統(tǒng)報(bào)告。因此，本文提供了一套諧波補(bǔ)償功能LED 無線驅(qū)動(dòng)方案。這個(gè)方案很方便LED 在靈活安裝的同時(shí)，根據(jù)采光反饋進(jìn)行調(diào)整LED 亮度合適。這些是對(duì)的LED 的普及，提高供電安全性和可靠性，高效節(jié)能將非常有益。

1 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)主要包括：無線電源模塊、恒流驅(qū)動(dòng)源模塊、有源電源濾波器（APF）系統(tǒng)的總體框架如1 所示。其中，逆變裝置和整流濾波器2 構(gòu)成無線電源模塊；正激變電路和整流濾波器3 構(gòu)成恒流源驅(qū)動(dòng)模塊。MCU 輸出電流通過光電池收集反饋調(diào)節(jié)，使輸出穩(wěn)壓恒流。APF無線驅(qū)動(dòng)模塊注入電網(wǎng)的電流諧波通過主控制器輸出電流抵消，以改善輸入端電能質(zhì)量。

2 系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)無線供電系統(tǒng)

無線電源系統(tǒng)由控制端、發(fā)射端和負(fù)載整流電路組成，通過電磁耦合（近距離傳輸）和電磁共振（遠(yuǎn)距離傳輸）實(shí)現(xiàn)無線電源，如2 所示。

發(fā)射器主要由逆變器和傳輸通道組成。逆變器負(fù)責(zé)直流電（DC）轉(zhuǎn)化為交流電（AC）該裝置由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成。近距離逆變頻率為2000~500 kHz，通過電磁耦合傳輸和使用U 形松耦合鐵氧體磁芯隔離實(shí)現(xiàn)無線供電，如3。

遠(yuǎn)程逆變頻率為1 MHz，通過電磁共振傳輸，空心變壓器耦合，將初級(jí)和次級(jí)纏繞在圓柱體上作為傳輸介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程電能傳輸，如4 所示。

該系統(tǒng)通過智能切換傳輸實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定高效的傳輸電能。初級(jí)等效電阻與二次等效距離的關(guān)系如5，z 為阻抗，L 距離，只有在L0 位置等效阻抗最小。根據(jù)這一原理，當(dāng)接收距離遠(yuǎn)離時(shí)L0 通過霍爾電流傳感器采集主輸入電流大小，判斷模式切換時(shí)，阻抗增大，初級(jí)電流減小。

2.2 恒流源電路

主要由恒流源系統(tǒng)組成DC/DC 正激變換電路和MCU 控制電路組成。正激變換電路為L(zhǎng)ED 恒流驅(qū)動(dòng)源，如6。逆變器通過整流濾波輸出芯片L7824ACV 作穩(wěn)壓，為DC/DC 提供變換電路 24 V 輸入。該結(jié)構(gòu)的恒流源具有高精度輸出的特點(diǎn)，其輸出功率取決于變壓器參數(shù)的選擇，一般可達(dá)32 W 以上，滿足大多數(shù)人LED 照明應(yīng)用場(chǎng)合的功率要求。

該電路采用TL494 作為恒流控制芯片，開關(guān)頻率fosc由式fosc=1.1/（RTCT）設(shè)置，通過電位器R4 調(diào)整死區(qū)時(shí)間，其電流輸出誤差可為1%。 中，RS 電流取樣電阻； R3 用于限制最大輸出電壓的反饋電壓采樣電阻。當(dāng)輸出電流發(fā)生變化時(shí)，引腳2(1)IN-）通過TL494 內(nèi)部誤差放大比較后改變PWM 驅(qū)動(dòng)信號(hào)占空比，實(shí)現(xiàn)輸出電流的負(fù)反饋調(diào)整。單片機(jī)通過A/D 輸出后收集光電池電壓PWM 輸出電流的大小由低通濾波器變成與占空比成正比的基準(zhǔn)電壓，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)LED 發(fā)光強(qiáng)度的目的是隔離和增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)力。R2 基準(zhǔn)電壓與輸出電流的比例關(guān)系可以改變。L1、D3 磁泄繞組，為防止變壓器初級(jí)線圈磁飽和，在開關(guān)管關(guān)閉期間為初級(jí)線圈提供磁復(fù)位。TL494 驅(qū)動(dòng)能力有限，通過三極管推拉輸出增加TL494 驅(qū)動(dòng)能力。

表1 為以輸出16 W 為例的DC/DC 實(shí)物測(cè)試結(jié)果證明了恒流源能夠?qū)崿F(xiàn)高效、高精度的電流輸出。

2.3 諧波補(bǔ)償系統(tǒng)

2.3.1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

諧波補(bǔ)償系統(tǒng)的硬件主要是有源電力濾波器（APF）完成，結(jié)構(gòu)如7 所示。本文采用TMS320F2812型號(hào)的數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）作為核心控制和信號(hào)處理單元。調(diào)節(jié)電路主要包括電流/電壓傳感器信號(hào)放大、整流和抗混疊濾波。電流傳感器1采樣負(fù)載端三相電流，通過信號(hào)調(diào)節(jié)電路輸入DSP 經(jīng)A/D 采集后處理諧波電流提取算法和控制算法，通過電流傳感器2，驅(qū)動(dòng)逆變器抵消諧波電流 反饋調(diào)整采樣輸出的補(bǔ)償電流。逆變器直流母線電壓由霍爾電壓傳感器變換提供DSP 的內(nèi)部A/D 采集，通過算法控制其直流側(cè)電容電壓的穩(wěn)定性。三相電壓信號(hào)的過零點(diǎn)作為過零觸發(fā)信號(hào)，作為每個(gè)周期軟件處理的清零和起始信號(hào)。

2.3.2 諧波電流提取算法

1)三相瞬時(shí)無功功率原理

該補(bǔ)償系統(tǒng)的軟件部分主要包括諧波電流提取算法，采用常用的三相瞬時(shí)無功率理論為ip-iq 算法)。該檢測(cè)方法通過轉(zhuǎn)移矩陣分解三相電流和基于該理論的三相電流ip 和iq 電流分量有機(jī)結(jié)合，三相電流諧波和無功電流可以作為出發(fā)點(diǎn)分別獲得，其表達(dá)式為：

通過低通濾波器（LPF）由于相應(yīng)基波電流的重量可以分離，ipf，iqf，基波可以分量iaf，ibf，icf 因此，可以轉(zhuǎn)換ipf，iqf，三相電流可以通過反轉(zhuǎn)換獲得iaf，ibf，icf 即：

當(dāng)需要同時(shí)檢測(cè)諧波和無功電流時(shí)，只需忽略計(jì)算ip的通道，由ipf 計(jì)算被檢測(cè)電流的基波有功分量iapf ，ibpf ，icpf，即：

將ia，ib，ic 與iapf，ibpf，icpf 相減，即可得出ia，ib，ic 諧波分量波和基波無功分量。

2）仿真結(jié)果

文中基于DSP 編譯環(huán)境CCS3.3 假設(shè)原三相輸入電流為相位差120