專(zhuān)利名稱(chēng)：太陽(yáng)能led閃光燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于半導(dǎo)體照明應(yīng)用技術(shù)，具體涉及一種太陽(yáng)能供電的大功 率LED閃光燈，這種閃光燈可廣泛應(yīng)用于航標(biāo)燈和航空障礙燈。
背景技術(shù)：
在大江大海中，為了防止艦船觸礁或擱淺，必須設(shè)置發(fā)出閃光信號(hào)的航 標(biāo)燈，為艦船指示航向。在高層樓房、電視塔、通信鐵塔等建筑物頂端必須 安裝發(fā)出閃光信號(hào)的航空障礙燈，防止空中飛行器與建筑物發(fā)生碰撞。過(guò)去 這類(lèi)閃光燈都采用光伏電池和蓄電池組成的供電系統(tǒng)，采用白熾燈作光源。 白熾燈發(fā)生閃光時(shí)，瞬態(tài)脈沖電流很大。為了滿足瞬間大電流脈沖放電的要 求，必須選用容量很大的蓄電池，因此系統(tǒng)成本很高。同時(shí)，白熾燈經(jīng)常處 于閃光狀態(tài)，使用壽命大大減小，因此需要經(jīng)常更換，維修費(fèi)用增大。
近年來(lái)，半導(dǎo)體照明燈(LED)生產(chǎn)技術(shù)取得突破性發(fā)展，單體LED光 源的功率可達(dá)200W以上，已經(jīng)成功地應(yīng)用于路燈、庭院燈、軍用強(qiáng)光電筒 等，同時(shí)，由于LED實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，成本大大降低。LED的主要優(yōu)點(diǎn)有節(jié) 電效果顯著、發(fā)光強(qiáng)度高。經(jīng)國(guó)內(nèi)權(quán)威光學(xué)研究所測(cè)試，與同功率白熾燈相 比，LED燈的發(fā)光強(qiáng)度為白熾燈的13倍以上，與同功率的節(jié)能燈相比，LED 燈的發(fā)光強(qiáng)度為節(jié)能燈的3倍以上。使用壽命特別長(zhǎng)，LED的理論壽命可達(dá) 十萬(wàn)小時(shí)，實(shí)際使用壽命也超過(guò)五萬(wàn)小時(shí)，為白熾燈和節(jié)能燈的幾十倍甚至 高達(dá)幾百倍。此外LED燈點(diǎn)亮速度非常快，幾乎沒(méi)有延遲時(shí)間，并且連續(xù)閃 光對(duì)壽命無(wú)任何影響。特別適用于要求長(zhǎng)壽命、高節(jié)能的閃光燈。
超級(jí)電容器是一種近幾年剛發(fā)展起來(lái)的性能介于蓄電池和普通電容器 之間的新型忙能器件。超級(jí)電容器的能量密度(Wh/kg)比常規(guī)電容器高IO 倍以上，功率密度(W/kg)是普通蓄電池的幾十倍，甚至幾百倍，特別適用 于需要大電流放電脈沖的電子設(shè)備(比如閃光燈)。超級(jí)電容器允許快速充 電，通?？稍趌-2分鐘內(nèi)充足電，同時(shí)超級(jí)電容器的放電循環(huán)次數(shù)可達(dá)105，
為普通蓄電池的幾百倍甚至幾千倍。超級(jí)電容和蓄電池并聯(lián)組成的混合供電 系統(tǒng)，既可發(fā)揮蓄電池容量大、成本低且可長(zhǎng)期供電的優(yōu)點(diǎn)，還可實(shí)現(xiàn)超大 電流充放電的要求。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有閃光燈存在的主要問(wèn)題，提供一種結(jié)構(gòu) 新穎、成本低、使用壽命長(zhǎng)、節(jié)電效果好的閃光燈。 為達(dá)到上述目的而采用的技術(shù)解決方案為
一種太陽(yáng)能LED閃光燈，包括太陽(yáng)能光伏電池、充電控制電路、LED光 源，還包括由超級(jí)電容器和蓄電池并聯(lián)構(gòu)成的混合供電電路以及恒流脈沖放 電控制電路，所述充電控制電路接在光伏電池的輸出端和混合供電電路的輸 入端之間，用于調(diào)整加載在混合供電電路輸入端的電流和電壓，所述恒流脈 沖放電控制電路接在所述混合供電電路的輸出端與LED陣列的兩端之間。
上述的技術(shù)方案中，恒流脈沖放電控制電路可以由IRS2541芯片及其外 圍電路和方波脈沖發(fā)生電路構(gòu)成，方波脈沖發(fā)生電路的輸出端接在IRS2541 芯片的使能端。
采用該實(shí)用新型后，由于LED燈所需功率大大減小，并且超級(jí)電容器可 提供超大脈沖電流，確保LED閃光燈的發(fā)光強(qiáng)度達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，因此，所需 光伏電池和蓄電池的容量可以大幅度下降，系統(tǒng)成本大大降低，同時(shí)由于LED 閃光燈的點(diǎn)燈延遲時(shí)間極短，并且工作在閃光狀態(tài)時(shí)，壽命不受影響，蓄電 池與超級(jí)電容器并聯(lián)后，脈沖大電流主要由超級(jí)電容器提供，蓄電池的壽命 也可大大延長(zhǎng)。


圖1本實(shí)用新型的太陽(yáng)能LED閃光燈結(jié)構(gòu)框圖;
圖2充電控制電路;
圖3恒流脈沖放電控制電路。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳述。
本實(shí)用新型的太陽(yáng)能LED閃光燈主要由太陽(yáng)能光伏電池、充電控制電路、 由超級(jí)電容器和蓄電池組成的混合供電電路、混合供電系統(tǒng)放電控制器、LED 光源等部分組成，結(jié)構(gòu)框圖如圖l所示。光伏電池組件為超級(jí)電容器和蓄電 池組成的混合供電電路提供能源，為了實(shí)現(xiàn)光伏電池對(duì)混合供電系統(tǒng)快速安 全充電，在光伏電池與混合供電系統(tǒng)之間，必須加入充電控制電路。為了防 止無(wú)光照時(shí)，超級(jí)電容器和蓄電池向光伏電池放電，在光伏電池和混合供電 系統(tǒng)之間必須加入防倒流二極管。
超級(jí)電容器和蓄電池組成的混合供電電路通過(guò)放電控制電路為大功率 LED提供恒定的脈沖放電電流。為了節(jié)省能量，放電控制電路應(yīng)當(dāng)選用高效 率開(kāi)關(guān)式恒流控制電路，為了實(shí)現(xiàn)大功率LED按設(shè)定的固定周期閃光，放電 控制電路的使能端還應(yīng)當(dāng)由外加的方波脈沖發(fā)生電路加入使能信號(hào)。
為了保證足夠的發(fā)光強(qiáng)度，LED光源可由多只芯片通過(guò)串并聯(lián)方式組成 LED陣列。
光伏電池通過(guò)充電控制電路對(duì)蓄電池和超級(jí)電容器充電。光伏電池可根 據(jù)實(shí)際需要選用17V 20W光伏電池組，也可以選用17V IOW光伏電池組。 充電控制電路如圖2所示。該充電控制電路主要由電壓電流基準(zhǔn)、限流電路、 電壓調(diào)整電路等部分組成，該控制電路可為12V蓄電池組供電。
電阻Ri和二極管V。2組成電流基準(zhǔn)電路，二極管V。2兩端電壓加到運(yùn)放 IC1B的同相輸入端。電流取樣電阻Ri2由三只電阻并聯(lián)，充電電流在R^兩端 的壓降加到運(yùn)放的IC1B的反相輸入端，與電流基準(zhǔn)信號(hào)比較，其差值經(jīng)IC1B 放大后，又經(jīng)IC1A驅(qū)動(dòng)串聯(lián)調(diào)整管M0SFET，將蓄電池的充電電流穩(wěn)定在要 求的數(shù)值，需要調(diào)整充電電流時(shí)，可改變&2的阻值。蓄電池達(dá)到規(guī)定的電 壓值時(shí)，電壓調(diào)整電路使控制器輸出恒定電壓。R2、 R7、 IC2組成電壓基準(zhǔn)電 路，電阻R3和二極管V。3組成電壓采樣電路。采樣電壓與基準(zhǔn)電壓之差經(jīng)運(yùn) 放IC1A放大后，驅(qū)動(dòng)MOSFET，使蓄電池的充電電壓穩(wěn)定在規(guī)定數(shù)值。
恒流脈沖放電控制電路如圖3所示，IRS2541是一種LED降壓型高壓、 高頻、恒流控制集成電路，IRS2541、 Mb M2、 Lb C附等組成降壓式開(kāi)關(guān)穩(wěn)流
電路，DB。。T、 CB。。T組成高端自舉電路，為高端開(kāi)關(guān)管Mi提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，L0低 端驅(qū)動(dòng)輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)M2，實(shí)現(xiàn)同步整流，這樣可以提高穩(wěn)流電路的效率。穩(wěn) 壓管Da，和電容器CTO1、 C,組成穩(wěn)壓電路，為集成電路IRS2541提供穩(wěn)壓 電源。RoV1、 Rov2、 CEN、 D。v、 D咖等組成使能電路，在使能端E輸入脈沖方波信 號(hào)，IRS2541即可輸出脈沖占空比與輸入信號(hào)完全相同的恒流脈沖，使LED 按一定脈沖占空比閃光。Rcs為電流采樣電阻，該電阻的壓降加到IRS2541的 信號(hào)反饋端，與芯片內(nèi)的基準(zhǔn)電壓比較后，即可使降壓變換器輸出恒定電流。 該電路輸入直流電壓可高達(dá)600V，該電路還具有負(fù)載短路和開(kāi)路保護(hù)等功 能。如果需要交流供電，只需在輸入端加入橋式整流電路即可。
權(quán)利要求1.一種太陽(yáng)能LED閃光燈，包括太陽(yáng)能光伏電池、充電控制電路、LED光源，其特征在于，還包括由超級(jí)電容器和蓄電池并聯(lián)構(gòu)成的混合供電電路以及恒流脈沖放電控制電路，所述充電控制電路接在光伏電池的輸出端和混合供電電路的輸入端之間，用于調(diào)整加載在混合供電電路輸入端的電流和電壓，所述恒流脈沖放電控制電路接在所述混合供電電路的輸出端與LED陣列的兩端之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能LED閃光燈，其特征在于，所述恒流 脈沖放電控制電路由IRS2541芯片及其外圍電路和方波脈沖發(fā)生電路構(gòu) 成，方波脈沖發(fā)生電路的輸出端接在IRS2541芯片的使能端。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型屬于照明設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，提供一種太陽(yáng)能LED閃光燈。該種LED閃光燈包括太陽(yáng)能光伏電池、充電控制電路、LED光源，還包括由超級(jí)電容器和蓄電池并聯(lián)構(gòu)成的混合供電電路以及恒流脈沖放電控制電路，所述充電控制電路接在光伏電池的輸出端和混合供電電路的輸入端之間，用于調(diào)整加載在混合供電電路輸入端的電流和電壓，所述恒流脈沖放電控制電路接在所述混合供電電路的輸出端與LED陣列的兩端之間。本實(shí)用新型提供的閃光燈具有結(jié)構(gòu)新穎、成本低、使用壽命長(zhǎng)、節(jié)電效果好的特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于航標(biāo)燈和航空障礙燈。
文檔編號(hào)F21S9/03GK201059457SQ20072005356
公開(kāi)日2008年5月14日 申請(qǐng)日期2007年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月2日
發(fā)明者柯漢周, 柯漢忠 申請(qǐng)人:廣東科信實(shí)業(yè)有限公司