太陽能電源雙全橋注鎖發(fā)光二極管led陣列燈的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電光源照明【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種太陽能電源雙全橋注鎖發(fā)光二極管LED陣列燈。兩個(gè)RC振蕩器共接電阻R3、電容C4同步振蕩，自振蕩芯片4及全橋逆變器A輸出功率變壓器T1與自振蕩芯片6及全橋逆變器B輸出功率變壓器T2反相饋入相加耦合器，功率合成饋送燈管，基準(zhǔn)晶振信號(hào)經(jīng)分頻器注入兩個(gè)自振蕩芯片4、6的RC振蕩器鎖定相位，獲取大功率照明避免器件溫升過高振蕩頻率變化功率失衡燈光下降，燈管異常電流檢測(cè)器信號(hào)經(jīng)三極管接入兩個(gè)自振蕩芯片振蕩器SD端，控制振蕩快速停振關(guān)斷全橋逆變器功率MOS管。本發(fā)明適用于太陽能電源大功率LED陣列燈照明場(chǎng)合。
【專利說明】太陽能電源雙全橋注鎖發(fā)光二極管LED陣列燈

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電光源照明【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種太陽能電源雙全橋注鎖發(fā)光二極管 LED陣列燈。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)電子鎮(zhèn)流器通常用LC或RC振蕩器作為發(fā)光二極管LED陣列燈電光源， 產(chǎn)生的振蕩頻率受溫度變化穩(wěn)定性差影響功率不夠穩(wěn)定，導(dǎo)致光強(qiáng)下降，雖然結(jié)構(gòu)簡單，成 本低。但要得到大功率照明勢(shì)必增大器件電流，使振蕩功率管功耗劇增溫升過高振蕩頻率 變化，結(jié)果會(huì)使燈光隨頻率變化功率幅值失衡。同時(shí)，大電流通過線圈溫升高磁性導(dǎo)磁率下 降，磁飽和電感量變小阻抗趨向零，燈具工作時(shí)間與溫升正比，溫升高加速器件老化，輕則 燈管發(fā)光不穩(wěn)定亮度下降，重則燒壞器件縮短使用壽命。逆變功率疊加拖動(dòng)大功率燈，解決 器件功率容量限制。但是，功率合成振蕩電壓相位應(yīng)一致，克服非線性互調(diào)功率不均衡。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供太陽能電源供電、逆變振蕩高穩(wěn)頻相位同步大功率照明的太 陽能電源雙全橋注鎖發(fā)光二極管LED陣列燈。
[0004] 本發(fā)明技術(shù)解決方案為：包括太陽能電源、發(fā)光二極管LED陣列燈、基準(zhǔn)晶振、分 頻器、兩個(gè)自振蕩芯片、全橋逆變器A、全橋逆變器B、相加耦合器、全波整流電路、燈管電 路，其中，基準(zhǔn)晶振由石英晶體諧振器、兩個(gè)反相器及電阻、電容組成，第一個(gè)反相器輸入與 輸出兩端跨接偏置電阻，并分別并接接地電容，同時(shí)，還跨接串聯(lián)微調(diào)電容的石英晶體諧振 器，基準(zhǔn)晶振輸出信號(hào)經(jīng)第二個(gè)反相器接入分頻器，自振蕩芯片內(nèi)含振蕩器、全橋逆變驅(qū)動(dòng) 電路，兩個(gè)自振蕩芯片振蕩器共接電阻R 3、電容(；同步振蕩，輸出分別經(jīng)全橋逆變驅(qū)動(dòng)電路 連接均由四個(gè)功率M0S場(chǎng)效應(yīng)管兩組互補(bǔ)半橋構(gòu)成的全橋逆變器A、全橋逆變器B，自振蕩 芯片及全橋逆變器A輸出功率變壓器?\與自振蕩芯片及全橋逆變器B輸出功率變壓器T 2 反相饋入相加耦合器功率合成，經(jīng)全波整流電路接燈管電路發(fā)光二極管LED陣列燈發(fā)光， 基準(zhǔn)晶振信號(hào)經(jīng)分頻器注入兩個(gè)自振蕩芯片ΕΧ0端鎖定相位，燈管電路異常電流檢測(cè)信號(hào) 經(jīng)三極管接入兩個(gè)自振蕩芯片SD端，控制振蕩快速停振關(guān)斷全橋逆變器功率M0S場(chǎng)效應(yīng) 管，太陽能電源接入基準(zhǔn)晶振、分頻器、自振蕩芯片及全橋逆變器A和自振蕩芯片及全橋逆 變器B的電源端：
[0005] 其中，全波整流電路由兩個(gè)功率M0S場(chǎng)效應(yīng)管Q5、Q6源極接相加耦合器T 3電感L6 兩端，柵極接電阻分壓偏置，源極、漏極并聯(lián)整流二極管，兩管漏極并接作為全波整流輸出 端，相加耦合器T3電感L 6中點(diǎn)穿過燈電流檢測(cè)互感磁環(huán)接地，電感L7接二極管VD3檢波，電 容C 9、電阻Rn濾波經(jīng)電阻R4、R5分壓、三極管觸發(fā)兩個(gè)自振蕩芯片燈故障保護(hù)控制端SD ;
[0006] 太陽能電源由光伏電池板Ei輸出串聯(lián)阻塞二極管VD6、繼電器觸點(diǎn)J-1連接蓄電 池 E2和接有開關(guān)S的發(fā)光二極管LED陣列燈DW，蓄電池 E2過壓控制取樣電阻R12、RPp R13 接入時(shí)基芯片IC5高電平觸發(fā)端TH，欠壓控制取樣電阻R14、RP2、R 15接入低電平觸發(fā)端TL， 時(shí)基芯片IC5輸出接繼電器，蓄電池串入快速熔絲F，并接防反接二極管VD7。
[0007] 本發(fā)明產(chǎn)生積極效果：解決太陽能電源雙全橋逆變振蕩高穩(wěn)頻、相位同步功率合 成，達(dá)到單個(gè)自振蕩全橋逆變器難以得到的大功率發(fā)光二極管LED陣列燈照明，避免器件 溫升高振蕩頻率變化功率失衡，穩(wěn)定燈光延長使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 圖1本發(fā)明技術(shù)方案原理框圖 [0009] 圖2基準(zhǔn)晶振電路
[0010] 圖3太陽能電源雙全橋注鎖發(fā)光二極管LED陣列燈電路
[0011] 圖4太陽能電源電路

【具體實(shí)施方式】
[0012] 參照?qǐng)D1、2、3、4(圖3以自振蕩芯片及全橋逆變器A電路為例，自振蕩芯片及全橋 逆變器B相同），本發(fā)明【具體實(shí)施方式】和實(shí)施例：包括太陽能電源1、發(fā)光二極管LED陣列燈 10、基準(zhǔn)晶振2、分頻器3、兩個(gè)自振蕩芯片4、6、全橋逆變器A5、全橋逆變器B7、相加耦合器 8、全波整流電路9、燈管電路11，其中，基準(zhǔn)晶振2由石英晶體諧振器JT、兩個(gè)反相器IQ、 IC2及電阻&、電容CpCpQ組成，第一個(gè)反相器IQ輸入與輸出兩端跨接偏置電阻&，并分 別并接接地電容Cp C2，同時(shí)，還跨接串聯(lián)微調(diào)電容Q的石英晶體諧振器JT，基準(zhǔn)晶振2輸 出信號(hào)經(jīng)第二個(gè)反相器IC2接入分頻器3,自振蕩芯片IC 4UBA2030T內(nèi)含振蕩器、全橋逆變 驅(qū)動(dòng)電路，兩個(gè)自振蕩芯片4、6振蕩器共接電阻馬、電容(；同步振蕩，輸出分別經(jīng)全橋逆變 驅(qū)動(dòng)電路連接均由四個(gè)功率M0S場(chǎng)效應(yīng)管Qi、Q 2、Q3、Q4兩組互補(bǔ)半橋構(gòu)成的全橋逆變器A5、 全橋逆變器B7,自振蕩芯片4及全橋逆變器A5輸出功率變壓器?\與自振蕩芯片6及全橋 逆變器Β7輸出功率變壓器Τ 2反相饋入相加耦合器8功率合成，經(jīng)全波整流電路9接燈管電 路11發(fā)光二極管LED陣列燈10發(fā)光，基準(zhǔn)晶振2信號(hào)經(jīng)分頻器3分頻+Ν基準(zhǔn)信號(hào)&注 入兩個(gè)自振蕩芯片4、6的ΕΧ0端鎖定相位，燈管電路11異常電流檢測(cè)信號(hào)經(jīng)三極管接入兩 個(gè)自振蕩芯片4、6的SD端，控制振蕩快速關(guān)斷停振，保護(hù)全橋逆變器功率M0S場(chǎng)效應(yīng)管，太 陽能電源1接入基準(zhǔn)晶振2、分頻器3、自振蕩芯片4及全橋逆變器A5和自振蕩芯片6及全 橋逆變器B7的電源端。
[0013] IC4引腳符號(hào)功能：HV高壓電源，VDD低壓電源，RC振蕩器輸入，ΕΧ0外接振蕩信號(hào)， GHL驅(qū)動(dòng)％，GLL驅(qū)動(dòng)Q2, GHR驅(qū)動(dòng)Q3, GLR驅(qū)動(dòng)Q4, SHL橋路輸出接％源極、輸出變壓器，SHR 橋路輸出接Q3源極、電容C7, BE橋路使能控制，BER橋路使能參考，DTC死區(qū)時(shí)間控制，F(xiàn)SL 浮置電源，F(xiàn)SR浮置電源，SD關(guān)閉振蕩，GND接地。
[0014] IC5引腳符號(hào)功能：V。。電源端，TL低電平觸發(fā)，TH高電平觸發(fā)，VMK復(fù)位，Vc電壓控 制，DIS放電端，V。輸出端，GND接地。
[0015] 自振蕩芯片IC4電源端HV接入太陽能電源高壓電源，由芯片內(nèi)部生成直流低壓電 源V DD產(chǎn)生振蕩，電容c3濾除紋波，振蕩啟動(dòng)自舉電容c5充電浮置供電，全橋逆變器對(duì)角線 功率M0S管Qi、Q 4導(dǎo)通，Q2、Q3截止，此時(shí)電容C6充電浮置供電，Qi、Q 4導(dǎo)通，Q2、Q3截止，輪流 工作半個(gè)周期，輸出電壓為方波。全橋交替切換由RC振蕩器振蕩頻率的1/2頻率控制，電 阻R 2控制振蕩波形死區(qū)時(shí)間。
[0016] 兩個(gè)逆變器功率合成拖動(dòng)大功率燈具，擴(kuò)容可靠。但是要求兩個(gè)自振蕩芯片振蕩 電壓相位一致，以消除非線性互調(diào)功率不均衡，獲取穩(wěn)定的輸出功率。為此，引入注入鎖相 解決功率合成相位同步技術(shù)。
[0017] 注入鎖相不用壓控調(diào)諧、鑒相器、環(huán)路濾波器，電路簡單性能優(yōu)越，附加成本低。注 入鎖相本質(zhì)上與環(huán)路鎖相沒差別，適于功率合成大功率燈具穩(wěn)定振蕩頻率相位同步，穩(wěn)定 輸出功率避免器件溫升過高功率失衡，穩(wěn)定燈光延長使用壽命。
[0018] 基準(zhǔn)晶振石英諧振器品質(zhì)因數(shù)高，頻率受溫度變化極小，高度穩(wěn)定作基準(zhǔn)參考精 確?；鶞?zhǔn)信號(hào)經(jīng)分頻注入自振蕩芯片ΕΧ0端鎖定相位。未注入基準(zhǔn)信號(hào)自振蕩芯片RC振 蕩器產(chǎn)生自由振蕩頻率，注入基準(zhǔn)信號(hào)RC振蕩電壓與其矢量合成，通過自振蕩芯片非線性 變頻鎖定相位，振蕩信號(hào)與注入基準(zhǔn)信號(hào)僅有一個(gè)固定的相位差。同步帶寬與注入功率正 t匕，與RC振蕩器有載Q值反比，由于基準(zhǔn)信號(hào)注入RC振蕩器的輸入端，增益高，小功率鎖 定。兩個(gè)自振蕩芯片振蕩器共接電阻R 3、電容C4同步振蕩，鎖定時(shí)間快。
[0019] 基于注入基準(zhǔn)頻率是鎖定振蕩頻率的整數(shù)倍，或振蕩頻率是基準(zhǔn)頻率的整數(shù)倍， 基準(zhǔn)信號(hào)分頻注入選配較高頻率的高穩(wěn)頻特性石英諧振器，易于鎖定數(shù)十至數(shù)百千赫LC 或RC振蕩器。分頻器IC3二進(jìn)制或十進(jìn)制計(jì)數(shù)分頻。
[0020] 相加耦合器τ3電感L5將兩個(gè)推挽輸出功率變壓器1\、T 2電感L2、L4反相激勵(lì)電 流疊加，相位差180°低次諧波相互抵消，輸出電流變換加倍總和送到燈負(fù)載，輸入電壓、頻 率、相位及負(fù)載相同，電流相等均衡電阻r 6無功率損耗。
[0021] 燈異常檢測(cè)由燈電流互感磁環(huán)電感L7感生電壓二極管VD3檢波、電容C 9、電阻Rn 濾波經(jīng)電阻R4、R5分壓，三極管VI\觸發(fā)兩個(gè)自振蕩芯片SD端，當(dāng)觸發(fā)電壓4. 5V?VDD高電 平信號(hào)時(shí)，迅速停振快速關(guān)斷全橋逆變器M0S功率管，以免受損。
[0022] 全波整流電路兩個(gè)功率M0S場(chǎng)效應(yīng)管Q5、Q6并聯(lián)二極管VDp VD2減小整流電阻降 低損耗，提高整流效率，輸出直流電壓紋波低，負(fù)載RL發(fā)光二極管LED陣列燈發(fā)光穩(wěn)定。
[0023] 太陽能電源欠壓控制，蓄電池電壓低于時(shí)基芯片ICS555低電平觸發(fā)端TL取樣 1/3^。時(shí)，時(shí)基芯片置位，繼電器J吸合，觸點(diǎn)J-1接通蓄電池充電，當(dāng)蓄電池電壓充足，過 壓控制電壓高于高電平觸發(fā)端HL取樣2/3V。。，時(shí)基芯片復(fù)位，繼電器釋放觸點(diǎn)J-1，切斷太 陽能電池對(duì)蓄電池過壓充電。隨著燈DW照明消耗電能蓄電池電壓降低到置位電壓，太陽能 電池恢復(fù)充電，使蓄電池電壓保持在照明所需值，開關(guān)S控制燈照明。
[0024] 阻塞二極管VD6單向?qū)щ姺乐剐铍姵貙?duì)太陽能電池反充電，二極管VD7當(dāng)蓄電池反 接導(dǎo)通短路，快速燒斷熔絲F保護(hù)蓄電池。電容C n、C12去耦，電阻R16、電容C1(l、穩(wěn)壓二極管 VD4供時(shí)基芯片電源。二極管VD5抑制繼電器J吸合、釋放產(chǎn)生的反向電壓，防護(hù)IC5受損。
[0025] 實(shí)施例太陽能電源450V，雙全橋逆變電流0. 62A，驅(qū)動(dòng)兩支125W或三支80W發(fā)光 二極管LED陣列燈，效率89 %，逆變電流小功耗低，燈光穩(wěn)定，使用壽命長。適用于太陽能電 源大功率發(fā)光二極管LED陣列燈照明場(chǎng)合。
【權(quán)利要求】
1. 一種太陽能電源雙全橋注鎖發(fā)光二極管LED陣列燈，包括太陽能電源、發(fā)光二極管 LED陣列燈，其特征在于：還包括基準(zhǔn)晶振、分頻器、兩個(gè)自振蕩芯片、全橋逆變器A、全橋逆 變器B、相加耦合器、全波整流電路、燈管電路，其中，基準(zhǔn)晶振由石英晶體諧振器、兩個(gè)反相 器及電阻、電容組成，第一個(gè)反相器輸入與輸出兩端跨接偏置電阻，并分別并接接地電容， 同時(shí)，還跨接串聯(lián)微調(diào)電容的石英晶體諧振器，基準(zhǔn)晶振輸出信號(hào)經(jīng)第二個(gè)反相器接入分 頻器，自振蕩芯片內(nèi)含振蕩器、全橋逆變驅(qū)動(dòng)電路，兩個(gè)自振蕩芯片振蕩器共接電阻R 3、電 容(；同步振蕩，輸出分別經(jīng)全橋逆變驅(qū)動(dòng)電路連接均由四個(gè)功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管兩組互補(bǔ)半 橋構(gòu)成的全橋逆變器A、全橋逆變器B，自振蕩芯片及全橋逆變器A輸出功率變壓器?\與自 振蕩芯片及全橋逆變器Β輸出功率變壓器Τ 2反相饋入相加耦合器功率合成，經(jīng)全波整流 電路接燈管電路發(fā)光二極管LED陣列燈發(fā)光，基準(zhǔn)晶振信號(hào)經(jīng)分頻器注入兩個(gè)自振蕩芯片 EXO端鎖定相位，燈管電路異常電流檢測(cè)信號(hào)經(jīng)三極管接入兩個(gè)自振蕩芯片SD端，控制振 蕩快速停振關(guān)斷全橋逆變器功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管，太陽能電源接入基準(zhǔn)晶振、分頻器、自振蕩 芯片及全橋逆變器A和自振蕩芯片及全橋逆變器B的電源端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電源雙全橋注鎖發(fā)光二極管LED陣列燈，其特征在于： 全波整流電路由兩個(gè)功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q5、Q6源極接相加耦合器T3電感L 6兩端，柵極接電 阻分壓偏置，源極、漏極并聯(lián)整流二極管，兩管漏極并接作為全波整流輸出端，相加耦合器 T3電感L6中點(diǎn)穿過燈電流檢測(cè)互感磁環(huán)接地，電感L7接二極管VD 3檢波，電容C9、電阻Rn 濾波經(jīng)電阻R4、R5分壓、三極管觸發(fā)兩個(gè)自振蕩芯片燈故障保護(hù)控制端SD。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電源雙全橋注鎖發(fā)光二極管LED陣列燈，其特征在于： 太陽能電源由光伏電池板Ei輸出串聯(lián)阻塞二極管VD6、繼電器觸點(diǎn)J-1連接蓄電池 E2和接 有開關(guān)S的發(fā)光二極管LED陣列燈DW，蓄電池 E2過壓控制取樣電阻RpRPi、!^接入時(shí)基芯 片IC5高電平觸發(fā)端TH，欠壓控制取樣電阻R 14、RP2、R15接入低電平觸發(fā)端TL，時(shí)基芯片IC5 輸出接繼電器，蓄電池串入快速熔絲F，并接防反接二極管VD7。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK104105251SQ201310155145
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2013年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月15日
【發(fā)明者】阮樹成 申請(qǐng)人:阮樹成