基于PWM的路灯节能装置的设计

　　在IGBT的驱动电路设计时要注意以下几点：

　　（1）IGBT栅级耐压一般在±20V左右，因此驱动电路输出端应设有栅极过电压保护电路，通常的做法是在栅极并联稳压二极管或者电阻。并联稳压二极管的缺陷是将增加的等效输入电容inC，从而影响开关速度；并联电阻的缺陷是将减小输入阻抗，增大驱动电流，本文选择后者。

　　（2）尽管IGBT所需驱动的功率很小，但由于MOSFET存在输入电容inC，开关过程中需要对电容充电放电，因此驱动电路的输出电流应该足够大，假定开通驱动时，在上升时间rt内线性地对MOSFET的输入电容inC充电，则驱动电流为GEinGSrI=CUt，其中可取2.2rint=RC，其中R为输入回路电阻。

　　（3）为可靠关闭IGBT，防止发生锁定效应，要给栅极加一负电压，因此应采用双电源为驱动电路供电。其具体的驱动电路图如图3所示。

　　3.2 信号采样电路设计

　　对电网电压、电流信号的采集的实时性及其采样的精度在很大的程度上决定了系统的性能。根据对Atmega128单片机的集成ADC性能的分析，综合考虑了其转换时间、分辨率、线性误差、量程和对基准电压的要求等主要技术指标，判断其能够满足系统设计的要求，并且通过外接精密基准电源的方式来保证系统的精度。对于对电网信号采集的前端信号变换模块，主要考虑一下几个因素：首先是采样信号的质量，既能够真实的反映电网电压、电流的情况，又不要为系统带来干扰，这要求电路有良好的隔离措施；其次采样信号的电压范围要和ADC的基准电压的量程相符合，超过或者过低于基准电压工作范围的设计都是不合理的；第三，要注意阻抗匹配问题，若阻抗不匹配，可能得到的采样值不能准确反映电网信号的参数，并且可能烧毁ADC的输入端口。

　　由于单片机的AD采样端口只能采样正电压，因而将所要采样的为交流电压经变压器降压、整流和分压后再采样，此时将电压限制在0V-5V之间，为了保持采样电压的精度与稳定度，在输入端口并联一个电容抗干扰，在串联一个电阻满足ADC阻抗匹配的要求。其电路图如图4所示：

　　3.3 RS232接口电路

　　PC与单片机组成多机系统最简单的连接是零调制三线经济型。这是进行全双工通信所必须的最少数目的电路。PC配置的是RS-232C标准串行接口，二者的电气规范不一致，因此要完成PC与单片机的数据通信，必须进行电平转换，本设计选用的芯片为MAX232，将TTL电平转换为RS-232电平。同时也因为RS-232C标准串行接口应用比较广泛，技术成熟，所以我们选用RS-232C标准串行接口。具体电路如图5所示：