本发明属于led驱动电源，具体涉及一种数字化氮化镓驱动led驱动电源。
背景技术：
1、硅mos管在led驱动电源中的应用非常广泛，特别是在电源开关和电流调整方面。在电源管理系统中，硅mos管如ao4435被广泛应用于电源开关和电流调整。其低漏源导通电阻和强大的大电流承受能力使其在稳压电路中起到稳定电压的作用，同时也作为电源开关在dc-dc转换器中控制电流流动。此外，在电机控制电路中，硅mos管可以作为电机的驱动器件，调节电压变化，控制电机的启停和转速。另一种硅mos管fta09n90a，适用于风扇控制板、led驱动电源、路灯电源等多种应用领域。其封装为to-220f，主要参数包括9a/900v的电流和电压承受能力，适用于多种电源方案。
2、在led照明系统中，硅mos管还可以用作led驱动器，控制电流大小，实现对led灯的亮度和开关控制。这种应用不仅限于电源管理，还包括对led灯的具体控制和调节。
3、综上所述，硅mos管因其稳定的性能和广泛的应用领域，在led驱动电源中扮演着重要的角色，无论是作为电源开关、电流调整器件还是电机控制电路中的驱动器件，都展现了其重要的价值和作用。
4、但现有技术种的硅mos在led驱动电源中由于硅mos所需要的工作电压高，所以整个电压无法通过一个单片机来完成控制，需要额外的模拟芯片配合工作，所以电路结构复杂，效率低，无法通过软件实现数字化控制。
技术实现思路
1、发明目的：提供一种数字化氮化镓驱动led驱动电源，解决上述提到的问题。
2、技术方案：一种数字化氮化镓驱动led驱动电源，包括：包括：输入模块、功率变换模块、输出模块、数字控制模块和led灯；
3、市电与所述输入模块的输入端连接，所述输入模块的输出端与所述功率变换模块的输入端连接，所述功率变换模块的输出端与所述输出模块的输入端连接，所述输出模块的输出端与所述led灯连接；所述数字控制模块与所述功率变换模块连接。
4、在进一步的实施例中，所述数字控制模块由型号为ft62f0gx的单片机u11和高压启动电路组成；所述高压启动电路的输入端与所述输入模块的输出端连接、输出端与所述单片机连接。
5、在进一步的实施例中，所述高压启动电路包括：电阻r33、电阻r38、电阻r39、电阻r42、电阻r43、电阻r45、三极管q8、二极管zd1、mos管q7、二极管d23、电解电容ec1、电容c1、电容c15、极性电容ec9、稳压器u9；
6、所述电阻r39的一端与所述mos管q7的漏极连接且与所述输入模块的输出端输入电压，所述mos管q7的栅极同时与所述电阻r39的另一端、所述三极管q8的集电极和所述二极管zd1的负极连接，所述mos管q7的源极与所述电阻r38的一端连接，所述电阻r42的一端与所述单片机u11的14号引脚连接，所述三极管q8的基极同时与所述电阻r42的另一端和所述电阻r43的一端连接，所述三极管q8的发射极同时与所述电阻r43的另一端、所述二极管zd1的正极和所述电阻r33的一端连接，所述二极管zd1的正极接地，所述二极管d23的正极同时与所述电阻r33的另一端和所述电阻r38的另一端连接，所述二极管d23的负极与所述电阻r45的一端连接，所述稳压器u9的3号引脚同时与所述电容c15的一端、所述极性电容ec9的正极和所述电阻r45的另一端连接，所述稳压器u9的2号引脚同时与所述电容c15的另一端和所述极性电容ec9的负极连接且接地，所述稳压器u9的1号引脚同时与所述电解电容ec1的正极和所述电容c1的一端连接且输出5v电压至所述单片机u11的24号引脚，所述电解电容ec1的负极和所述电容c1的另一端连接且接地。
7、在进一步的实施例中，所述输入模块包括：熔断器f2、可调电阻器vr2、电容c9、变压器u1、电容c6、二极管d13、二极管d4、二极管d6、二极管d9、电容c2、电阻r6、电阻r5、电容c7；
8、所述二极管d13、二极管d4、二极管d6、二极管d9组成整流桥，市电的火线零线依次与所述可调电阻器vr2的两端、所述电容c9的两端和所述变压器u1的输入端连接，所述变压器u1的输出端依次与所述电容c6的两端和所述整流桥的输入端连接，所述熔断器f2连接于市电火线上，所述整流桥的输出正极端同时与所述电容c2的一端和所述电阻r6的一端连接且输出电压vdch，所述整流桥的输出负极端同时与所述电容c2的另一端、所述电阻r5的一端和所述电容c7的一端连接且接地，所述电阻r6的另一端同时与所述电阻r5的另一端和所述电容c4的另一端连接且连接所述单片机u11的23号引脚为其输入电压。
9、在进一步的实施例中，所述功率变换模块由pfc功率因数校正电路和变换电路组成；所述pfc功率因数校正电路的输入端与所述输入模块的输出端连接，所述pfc功率因数校正电路的输出端与所述变换电路的输入端连接，所述变换电路的输出端与所述输出模块连接；
10、所述pfc功率因数校正电路包括：电容c3、二极管d7、电感l2、电感l6、二极管d8、电阻r9、电容c4、电阻r30、电阻r31、电阻r1、二极管d18、mos管q1；
11、所述电感l1的一端同时与所述电容c3的一端和所述二极管d7的正极连接，所述电感l2的另一端同时与所述电感l6的一端和所述mos管q1的漏极连接，所述mos管q1的栅极同时与所述单片机u11的1号引脚连接，所述mos管q1的源极同时与所述电阻r1的一端和所述二极管d18的正极连接，所述二极管d8的正极与所述电感l6的另一端连接，所述电容c3的另一端同时与所述二极管d7的负极、所述电容c4的一端、所述二极管d8的负极和所述电阻r9的一端连接且输出电压，所述二极管d18的负极同时与所述电阻r31的一端、所述电阻r30的一端和所述电阻r9的另一端连接且与所述单片机u11的8号引脚连接，所述电阻r1的另一端同时与所述电阻r31的另一端、所述电阻r30的另一端和所述电容c4的另一端连接且接地；
12、所述变换电路包括：电阻r3、电容c8、二极管d3、电容c5、电阻r4、电阻r7、隔离变压器t1、栅极驱动器u12、氮化镓mos管u13；
13、所述电阻r3的一端、所述电容c8的一端和所述隔离变压器t1的1号引脚与所述二极管d7的负极连接，所述隔离变压器t1输入led驱动电压，所述二极管d3的负极同时与所述电阻r3的另一端和所述电容c8的一端连接，所述二极管d3的正极同时与所述氮化镓mos管u13的1-4号引脚和所述隔离变压器t1的3号引脚连接，所述栅极驱动器u12的4号引脚输入电压vcc，所述栅极驱动器u12的6号引脚同时与所述电容c5的一端、所述电阻r4的一端连接且与所述单片机u11的26号引脚连接，所述栅极驱动器u12的3号引脚与所述氮化镓mos管u13的8号引脚连接，所述栅极驱动器u12的2号引脚同时与所述氮化镓mos管u13的5、6号引脚和所述电阻r7的一端连接，所述电阻r7的另一端同时与所述电阻r4的另一端和所述电容c5的另一端连接且接地。
14、在进一步的实施例中，所述输出模块包括：二极管d2、极性电容ec7、二极管zd3、电阻r2、二极管d5、电阻r10、电阻r8、电解电容ec2；
15、所述二极管d2的正极与所述隔离变压器t1的9号引脚连接，所述二极管d2的负极同时与所述极性电容ec7的正极和所述二极管zd3的负极连接且输出电压至led灯，所述二极管zd3的正极与所述电阻r2的一端连接，所述隔离变压器t1的7号引脚同时与所述极性电容ec7的负极和所述电阻r2的另一端连接且所述电阻r2的另一端接地，所述隔离变压器t1的5号引脚与所述二极管d5的正极连接，所述隔离变压器t1的4号引脚接地，所述二极管d5的负极同时与所述电阻r10的一端和所述电解电容ec2的正极连接且输出电压vcc，所述电阻r10的另一端与所述电阻r8的一端连接且与所述单片机u11的12号引脚连接，所述电阻r8的另一端和所述电解电容ec2的负极连接且接地。
16、在进一步的实施例中，所述单片机u11的外围设有电容ct3、电阻rk5、电阻rk6、开关k5和开关k6；
17、所述单片机u11的27号引脚与所述电容ct3的一端连接，所述单片机u11的21号引脚与所述电容ct3的另一端连接且接地，所述单片机u11的16号引脚与所述电阻rk5的一端连接，所述电阻rk5的另一端与所述开关k5连接，所述单片机u11的15号引脚与所述电阻rk6的一端连接，所述电阻rk6的另一端与所述开关k6连接。
18、在进一步的实施例中，所述输入模块中电容c2、电容c7、电阻r6和电阻r5组成市电电压检测电路。
19、在进一步的实施例中，所述单片机采用pid控制算法完成pwm脉冲信号占空比的控制，根据预设输出电流与当前系统实际输出电流的差值，由pid算法计算此时的控制量，并由软件编程实现控制量对pwm占空比的控制，由单片机的输出pwm脉冲，从而实现对功率变换模块中mos管的控制，在此闭环的作用下，使系统输出稳定的直流电流：
20、采用增量式数字pid控制算法，基本调节规律为：
21、δv＝up*(e0-e1)+ui*e+ud*(e0-2*e1+e2)
22、式中，up比例系数，ui为积分系数，ud为微分系数，e0是本次偏差值，e1是上次偏差值，e2是上上次偏差值，δv为控制量的增量。
23、在进一步的实施例中，所述功率变换模块首先进行数据采集，采集的输出电压和输出电流进入单片机内部自带的adc转换器，转换为数字信号，为了去除干扰信号，将采集的数据进行数字滤波。对滤波后的数据与电压、电流安全值进行比较，若超过安全电压、安全电流，则关断pwm信号输出，防止开关管及其它器件因电流过大而损坏，起到保护作用；若电压或电流没有超过安全值，则输出pwm信号，初始化占空比为40％，此pwm信号用来控制开关管的通断，再经dc/dc变换器变换为led提供能量。
24、有益效果：本发明氮化镓功率管跟硅mos相比具有低导通阻抗，驱动电容小的特点，所以高频运用得以实现，从而使led电源有更高的效率，同时也可以小型化，氮化镓功率管驱动电压比硅mos(通常15v左右)低，只需要3-5v，这样使直接用单片机驱动成为可能。单片机通常3.3v或者5v供电。这样可以使用全数字化技术方案，不需要额外的模拟芯片，整个电源可以由一个单片机来完成控制，包括电源控制算法，控制信号检测，以及功率管的驱动。
1.一种数字化氮化镓驱动led驱动电源，其特征在于，包括：输入模块、功率变换模块、输出模块、数字控制模块和led灯；
2.根据权利要求1所述的一种数字化氮化镓驱动led驱动电源，其特征在于，所述数字控制模块由型号为ft62f0gx的单片机u11和高压启动电路组成；所述高压启动电路的输入端与所述单片机连接、输出端与所述功率变换模块的氮化镓功率管连接。
3.根据权利要求2所述的一种数字化氮化镓驱动led驱动电源，其特征在于，所述高压启动电路包括：电阻r33、电阻r38、电阻r39、电阻r42、电阻r43、电阻r45、三极管q8、二极管zd1、mos管q7、二极管d23、电解电容ec1、电容c1、电容c15、极性电容ec9、稳压器u9；
4.根据权利要求2所述的一种数字化氮化镓驱动led驱动电源，其特征在于，所述输入模块包括：熔断器f2、可调电阻器vr2、电容c9、变压器u1、电容c6、二极管d13、二极管d4、二极管d6、二极管d9、电容c2、电阻r6、电阻r5、电容c7；
5.根据权利要求2所述的一种数字化氮化镓驱动led驱动电源，其特征在于，所述功率变换模块由pfc功率因数校正电路和变换电路组成；所述pfc功率因数校正电路的输入端与所述输入模块的输出端连接，所述pfc功率因数校正电路的输出端与所述变换电路的输入端连接，所述变换电路的输出端与所述输出模块连接；
6.根据权利要求5所述的一种数字化氮化镓驱动led驱动电源，其特征在于，所述输出模块包括：二极管d2、极性电容ec7、二极管zd3、电阻r2、二极管d5、电阻r10、电阻r8、电解电容ec2；
7.根据权利要求2所述的一种数字化氮化镓驱动led驱动电源，其特征在于，所述单片机u11的外围设有电容ct3、电阻rk5、电阻rk6、开关k5和开关k6；
8.根据权利要求4所述的一种数字化氮化镓驱动led驱动电源，其特征在于，所述输入模块中电容c2、电容c7、电阻r6和电阻r5组成市电电压检测电路。
9.根据权利要求2所述的一种数字化氮化镓驱动led驱动电源，其特征在于，所述单片机采用pid控制算法完成pwm脉冲信号占空比的控制，根据预设输出电流与当前系统实际输出电流的差值，由pid算法计算此时的控制量，并由软件编程实现控制量对pwm占空比的控制，由单片机的输出pwm脉冲，从而实现对功率变换模块中mos管的控制，在此闭环的作用下，使系统输出稳定的直流电流：
10.根据权利要求5所述的一种数字化氮化镓驱动led驱动电源，其特征在于，所述功率变换模块首先进行数据采集，采集的输出电压和输出电流进入单片机内部自带的adc转换器，转换为数字信号，为了去除干扰信号，将采集的数据进行数字滤波。对滤波后的数据与电压、电流安全值进行比较，若超过安全电压、安全电流，则关断pwm信号输出，防止开关管及其它器件因电流过大而损坏，起到保护作用；若电压或电流没有超过安全值，则输出pwm信号，初始化占空比为40％，此pwm信号用来控制开关管的通断，再经dc/dc变换器变换为led提供能量。
