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基于FPGA的SPWM路灯节能系统的设计

2012-01-30李雪莉韩义江

泰山学院学报 2012年3期
关键词:设计

李雪莉,周 亮,韩义江

(泰山学院物理与电子工程学院,山东泰安 271021)

面对地球生态环境日益恶化、资源日益短缺的现实,当今世界各国政府采取了很多政策和措施,大力扶持和发展节能环保产业.据统计,照明消耗约占整个电力消耗的20%左右,降低照明用电是节省能源的重要途径.

根据人类视觉对光线适应的理论,人眼对亮度的感觉与光强的关系不是线性关系,而是一种对数关系,大体是光强降低10%,而人的视觉感觉仅降低1%,因此适当降低光强并不影响人的视觉;从道路照明的需求来分析,从黄昏到凌晨,我国城市中道路上人流量和车流量会随时间而逐渐地降低,因此照明的需求也会逐渐降低,而零点左右会显著降低,所以如果道路照明强度能够随着人流量的降低适当降低,就能节约一部分电能.就目前来看,由于在夜晚用电低谷时段,供电电压升高,路灯照明系统消耗的电能反而更高.所以在夜间适当控制照明用电的电压是节约电能的有效方法.本文所设计的控制系统是根据人的视觉特点,使用FPGA芯片设计一个SPWM波生成器,驱动IGBT逆变器,使其输出电压以一个较小的步进值缓慢降低,直至最低工作电压工作,达到降低功耗的目的,其关键部分是SPWM部分的设计.

采用正弦波调制三角载波的方法可以产生SPWM脉冲,三角载波、正弦调制波和比较逻辑等采用DSP技术实现,实现原理如图1所示.

1 工作原理

SPWM调制的基本思想是PWM波形的脉冲宽度……

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