助航恒流调光电源的原理与设计

机场30KV A恒流调光器的抗干扰实用检测电路的设计机场助航灯是为飞机提供跑道方位、爬升、下滑角度等信息，保证飞机安全起降，保障乘客生命财产安全的重要助航设备。

机场助航灯调光器是根据机场天气情况与起降需要，调节灯的亮度的控制装置，它一方面在电网和负载阻抗允许范围内变化时能维持主电路电流恒定不变，另一方面能够切换助航灯亮度级别并在规定时间内调节稳定。

航空运输安全特殊性要求调光器抗干扰能力强，工作稳定可靠，同时具有开路、过流、短路保护以及开路保护措施。

1 调光器的基本结构调光器是一个以80196 单片机为核心的典型闭环控制系统，系统采用控制强电回路电流的办法来实现对灯具亮度的控制。

系统采用模块式结构，其中，80196 单片机为系统的核心模块，其兼负数字调节器与系统控制、调度功能于一身，系统利用80196 单片机的高速输入/输出作为可控硅的相位同步和可控硅的触发信号，利用80196 的10 位A/D 转换器作为系统的电流/电压输入接口, 系统设有数字电流控制器，并由此构成一电流闭环系统。

另外，系统还有电流电压检测模块、可控硅触发脉冲隔离放大模块、相位同步和接触器控制模块、显示及键控模块等，基本结构如图1所示。

图1 调光器的基本结构2 电流平衡检测原理及其电路改进由于助航灯沿跑道分布安装，变电房到机场尽头的输送线达2~ 4 公里，必须采用升压送电和降压用电的方法。

变压器工作的内在特点要求可控硅电路正负触发脉冲必须严格对称，否则极易造成变压器正负半周电流不平衡，而有等效直流通过变压器，导致磁路饱和，励磁电抗趋于0 而产生强大电流，等效于电源短路，如不及时检修，会使熔断器烧断，晶闸管、变压器烧坏，造成大面积长时间停电事故，严重威胁着日益繁忙的飞行运输安全，因此迫切需要一种在线检测变压器正负电流平衡技术。

另外，由于控制现场是在高压大电流电网附近，存在着强大电磁干扰，同一现场多台大功率调光器投入运行或停机，各种继。

助航灯光用恒流调光器机场助航灯光的作用是在夜间和能见度受限制的情况下为飞机驾驶员提供跑道位置、方向和对正引导，以便驾驶员在目视可达的情况下安全着陆。

跑道灯光通常由两种方式供电。

一是并联供电，即将工频市电直接敷设于跑道两旁或中间，将灯直接连接在两根电线上。

这种方式费用低、增减负荷方便，在50年代得到广泛使用。

第二类供电方式是串联供电，也就是将跑道灯首尾相连串在一条线路上。

为了保证某个灯泡损坏不使线路开路，增加了旁路器件，普遍使用的是隔离变压器。

为了给串联回路供电，且保证线路上电流在不同级别上恒流，必须增加交流恒流源即恒流调光器。

虽然串联供电形式增加了隔离变压器、恒流调光器，使安装费用大大提高，但因其同一线路上所有灯泡具有相同亮度，而且可根据不同的气象条件，人为地调节亮度，以及串联线路一点对地击穿时不影响灯光运行等优点，使其得到普遍使用。

恒流调光器自动调节输出电流并稳定在光级所要求的电流值上，它作为供电电源与隔离该类型调光器通常由主电路、同步电路、交直流转换电路、触发电路和单片计算机系统组成。

1997年沈阳桃仙国际机场扩建时，对国内助航设备尤其是恒流调光器进行了详细考察，考察表明，目前国产产品在可靠性、工艺性、维护性和安全性等方面已接近或超过进口产品，可基本取代进口产品。

下面以国产HCR－2型恒流调光器为例，简述系统各部分的作用。

1.主电路主电路包括反并联可控硅、升压变压器和保护开关等。

其实质是由可控硅组成的单相调压器，负载为升压变压器初级线圈。

其调压机理是在电源电压正负半周分别导通可控硅，并移相改变导通角，达到调压目的。

升压变压器将调节后的电压升压，以满足大负载灯光回路恒流要求。

2.同步电路在半个周波内，完成0°～180°的移相控制，必须要有一个基准点。

该基准点可以是正弦波的过零点，也可以是0°～180°之间的其他任何点，通常选用过零点作为基准点。

同步电路的作用就是给出基准点，以便单片机进行移相控制。

DDS技术在机场助航灯恒流调光器系统中的应用0 引言DDS(直接数字频率合成)技术是一种实用的新型频率合成技术。

随着数字集成电路与微电子技术的迅速发展，这种频率合成方式显示出了极高的性价比，具体体现在频率分辨率高、输出相位连续及控制灵活方便等方面。

机场助航灯系统中，恒流调光器是核心控制设备，国内机场现行使用的恒流调光器都是属于以晶闸管为开关器件的相控调压技术产品。

这种电力电子装置存在着网侧功率因数低以及向电网注入谐波电流的两大电力公害。

随着IGBT作为一种新的功率开关器件得到广泛的应用，本文以IGBT代替传统的晶闸管，将DDS技术应用于SPWM波形的发生，可以方便的对输出进行调压调频，同时提高了SPWM输出波形的品质。

l 助航灯正弦波恒流调光器的工作原理助航灯调光器主回路采用AC—DC—AC方案，由整流和逆变组成，如图1所示。

整流部分采用二极管全桥不控整流，将三相交流电变为直流，逆变部分采用智能功率模块IPM输出单相等效正弦电压，通过LC滤波得到正弦电压经升压变压器输出到机场灯光回路。

其控制系统框图如图2所示。

恒流调光器的作用就是将工频的交流电源变成电压调节能力很强的恒流源，调光器可以控制电流分级输出，从而控制助航灯的光强等级，当回路负载发生变化时通过调光器的作用使负载电流保持不变。

2 DDS技术的基本原理DDS技术是从正弦函数的相位出发，通过调节频率控制字直接产生所需的各种不同频率的信号，主要由参考频率源、相位累加器、正弦ROM表、D／A 转换器和滤波器等组成，如图3所示。

其信号生成的具体过程是：在参考时钟频率fc的控制下，将频率控制字k送入相位累加器。

用其输出作为正弦ROM表的查找地址而对其进行查找，后者中的每个地址代表周期正弦波的一个相位点，每点对应一个量化的幅值，相当于一个相位／幅值变换器，查找后的数据经过D／A转换器得到的是阶梯波，最后经低通滤波器对阶梯波进行平滑处理，即可得到由频率控制字决定的连续变化的输出正弦波，如图3所示。

机场助航灯光系统要点解析发布时间：2023-03-03T08:21:45.468Z 来源：《中国科技信息》2022年第10月19期作者：李杰[导读] 民用航空机场助航灯光系统是机场空防及运行安全的重要组成部分李杰内蒙古自治区民航机场集团有限责任公司呼伦贝尔分公司内蒙古呼伦贝尔市 02100摘要：民用航空机场助航灯光系统是机场空防及运行安全的重要组成部分，系统解析民用机场助航灯光系统分析探究，是更好做好助航灯光系统安全运行工作的关键，做好助航灯光系统的要点分析工作，能快速识别系统性风险及隐患，为航航空器平稳运行打下坚实基础。

需要引起关注的是，合理安排助航灯光系统维保时间，提高维保效率，可提高灯光系统的可靠性，增强民用航空机场地面的保障能力。

关键词：民航机场；助航灯光系统；要点概括；分析思考引言：助航灯光系统是航空器在夜间和低能见度条件下进行起飞、着陆、滑行的重要目视助航设备，助航灯光系统通过灯光构形、光强、颜色、有效范围提供动态的目视助航定位信息，部分灯光的失效会直接影响飞行安全。

提高机场助航灯光系统要点分析有助于准确判断系统潜在的隐患，及时发现潜在隐患，确保民用航空交通安全运行质量。

助航灯光系统覆盖面大，灯具种类多，干线机场助航灯数量庞大，若采用传统的灯光要点总结，必定造成维修效率降低，维修质量难以保证。

所以有必要增加对机场助航灯光系统要点进行分析与思考，对助航灯实行全周期管理。

1、助航灯光系统基本原理机场是航空器运输的直接起点和目的地，是发达国家和偏远地区航空运输基础设施的核心组成部分。

国际民航组织(ICAO)对机场助航灯光系统的颜色、构型、光强和有效范围等标准有严格的要求，因此机场日常巡视，设备设施维保、故障处理有着直观的展现。

对于干线机场而言，助航灯具的体量相对庞大，如果紧发生故障后再进行维保，很可能造成不安全事件的发生。

机场助航灯光系统主要由调光器、变压器、灯具以及助航灯光操作系统组成，具体原理图如图1所示。

LED照明调光驱动电源的研究与设计LED照明调光驱动电源的研究与设计引言：随着能源危机的加剧以及环境保护意识的增强，绿色、节能的LED照明技术得到了快速的发展。

LED作为一种新型的照明光源，具有高效节能、长寿命、环保等优势，成为未来照明领域的主流技术。

而LED照明调光驱动电源作为LED照明系统中的重要组成部分，其性能和设计对LED照明的亮度调节和稳定运作起到至关重要的作用。

本文将对LED照明调光驱动电源的研究与设计进行深入分析。

一、调光驱动电源的工作原理调光驱动电源是LED照明系统中的关键设备，其主要作用是将市电供应的电能转换为适合LED工作的电流和电压。

在调光功能方面，调光驱动电源可以通过改变LED的工作电压和频率来实现亮度的调节。

常见的调光方式有脉冲宽度调制(PWM)、电压调光和电流调光等。

其中，PWM调光是应用最广泛、性能最优的一种调光方式。

通过调节PWM的占空比，可以控制LED的亮度，实现精确的光照控制。

二、调光驱动电源的设计要点1. 电源的选取：选择适合LED工作的恒流型或稳压型电源。

恒流型电源在多个LED串联时效果更佳，而稳压型电源适用于单个或少量LED的照明需求。

2. 调光方式的选择：根据应用场景的需求和实际情况，选择合适的调光方式。

通常情况下，PWM调光方式是最常用的选择，因为它具有调光范围广、精度高等优点。

3. 滤波电路的设计：为了保证LED照明系统的稳定性和光线质量，设计一个良好的滤波电路非常重要。

滤波电路可以有效地减小输入电源的干扰，提供稳定的工作电压和电流。

4. 短路保护和过电流保护：在设计过程中应考虑到短路和过电流等异常情况，采取相应的保护措施以保证LED的安全工作。

5. 散热系统的设计：LED照明调光驱动电源在工作中会产生较大的热量，合理的散热系统设计可以有效降低温度，延长LED和电源的使用寿命。

三、实验结果及讨论在具体的实验中，我们选择了常用的5V电源和PWM调光方式进行实验。

恒流源的工作原理和设计方法
恒流源是一种电子电路，可以在特定的负载下提供稳定的电流输出。

它的工作原理是通过对电路中电压和电流的控制，使得输出电流始终保持不变。

在很多电子设备中，恒流源都是必不可少的元件，例如LED驱动电路、电池充电器等。

恒流源的设计方法取决于所需的输出电流和电压范围以及所使用的元器件。

一般来说，恒流源由三个基本元件组成：电流参考源、电感元件和功率晶体管。

电流参考源是恒流源的核心部件，它可以提供一个稳定的电流参考值。

常见的电流参考源有基准二极管和基准电阻。

基准二极管是一种特殊的二极管，具有稳定的电压降和温度系数，可以被用来产生一个稳定的电流。

基准电阻是一种具有非常小的温度系数的电阻，可以用来产生稳定的电压，进而产生一个稳定的电流。

电感元件通常是一个线圈，它可以在电路中产生一个电磁场，限制电流的变化。

在恒流源中，电感元件的作用是限制电流的变化，以保持输出电流的稳定性。

功率晶体管是恒流源中的开关元件，它可以通过控制电路中的电压来改变电路中的电流。

在恒流源中，功率晶体管用于调节电路中的电流，以保持稳定的输出电流。

恒流源的设计需要考虑多个因素，例如输入电压范围、输出电流范围、效率、成本等。

为了提高效率，可以选择低压降的元器件和高效率的拓扑结构。

为了降低成本，可以选择较便宜的元器件和简单的拓扑结构。

恒流源是一种重要的电子元件，具有广泛的应用领域。

恒流源的设计方法取决于所需的输出电流和电压范围以及所使用的元器件。

在设计恒流源时，需要考虑多个因素，例如输入电压范围、输出电流范围、效率、成本等。