[发明专利]一种基于BP神经网络PI控制方法的反激式LED驱动电路

说明书

技术领域

本发明属于LED驱动电路领域，涉及开关电源领域，尤其设计一种基于BP神经网络PI控制方法的反激式LED驱动电路。

背景技术

目前，传统的LED驱动电路一般有两种实现方式，一种是使用专用芯片实现对电路的闭环控制，一种是使用嵌入式处理器写算法实现对电路的闭环控制。前者电路结构固定不灵活，不利于提高电路的性能。后者电路结构简单灵活，但是现有常用的驱动反激式LED驱动电路的控制算法不能达到到理想的控制效果，在实际电路运行过程中，由于受到参数整定方法繁杂的困扰，常规PID控制器参数往往整定不良，性能欠佳，对运行电路的适应性很差，尤其是在输入或者负载变化大的场合下，存在响应速度不够快，稳定性不够高，自适应性比较低的缺点。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于BP神经网络PI控制方法的反激式LED驱动电路。

基于BP神经网络PI控制方法的反激式LED驱动电路，包括EMI滤波模块、全桥整流模块、开关变换电路模块、采样模块、PWM驱动模块、嵌入式处理器模块和LED负载模块。所述的EMI模块依次与全桥整流模块、开关变换电路模块、LED负载模块、采样模块、嵌入式处理器模块和PWM驱动模块连接，所述的PWM驱动模块又与开关变换电路模块相连接，形成一个闭环系统。

作为优选，所述的PWM驱动模块包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、阻值R4、电容C1、npn型三极管Q1、npn型三极管Q2、pnp型三极管Q3、光耦芯片、直流源V1和直流源V2；PWM输入连接到电阻R1的一端，电阻R1的另一端分别连接到电容C1、电阻R2的一端和npn型三极管Q1的基极，电容C1、电阻R2和npn型三极管Q1的发射极连接到地，npn型三极管Q1的集电极连接到光耦芯片中发光二极管的负极，光耦芯片中发光二极管的正极连接到电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接到直流源V2，光耦芯片中三极管的集电极连接到直流源V1，发射极连接到npn型三极管Q2和pnp型三极管Q3的基极，npn型三极管Q2的集电极与直流源V1相连接，发射极与pnp型三极管Q3的发射极相连后与电阻R4的一端相连，pnp型三极管Q3的集电极与地相连，电阻R4的另一端连接到PWM输出端。

进一步的，所述的电阻R1阻值为1k欧姆，电阻R2阻值为10k欧姆，电阻R3，阻值为1k欧姆，阻值R4阻值为33欧姆，电容C1阻值为220pF，直流源V1电压为5V，直流源V2电压为15V。

作为优选，所述的采样模块包括：电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C2、电容C3、运算放大器Q4和直流源V3；采样输出与电容C3和电阻R9的一端相连，电容C3的另一端与地相连，电阻R9的另一端与电阻R8的一端和运算放大器Q4的输出端相连，电阻R8的另一端与电阻R7的一端和运算放大器Q4的负极相连，电阻R7的另一端与运算放大器Q4的接地端与地相连，运算放大器Q4的电源端与直流源V3相连，运算放大器Q4的正极与电阻R6的一端和电容C2的一端相连，电阻R6的另一端与电阻R5的一端相连，并连接到采样输入端，电阻R5的另一端和电容C2的另一端与地相连。

进一步的，所述的电阻R5阻值为1欧姆，电阻R6阻值为2k欧姆，电阻R7阻值为3.3k欧姆，电阻R8阻值为20k欧姆，电阻R9阻值1K欧姆，电容C2容值为100nF，电容C3容值为10nF，直流源V3电压为5V。

进一步的，所述的光耦芯片的型号为HCNW2211。

作为优选，所述的嵌入式处理器模块采用BP神经网络PI控制方法，该方法共含有输入层、隐含层和输出层，其中，输入层节点数i，k时刻的输入层输入为a_l(k),l＝1,2…，i；隐含层节点数p取值为1～10，输入层与隐含层之间连接权值为q_ln(k)，k时刻的隐含层输入为b_n(k)，n＝1,2，…，p，隐含层激活函数为输出层节点数o，隐含层与输出层之间连接权值为q_nm(k)，k时刻的输出层输出c_m(k)作为PI参数，m＝1，…，o，激活函数为各项连接权值q_ln(k)和q_nm(k)的初始值均取区间[-1,1]之间的随机数；

BP神经网络PI控制方法的性能函数为其中r(k)为设定电流值，y(k)为输出采样值；

BP神经网络PI控制方法中学习速率为β，惯性系数为α；