太陽(yáng)能電源注鎖發(fā)光二極管led陣列燈的制作方法
【專(zhuān)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(yáng)能電源注鎖發(fā)光二極管LED陣列燈。包括發(fā)光二極管LED陣列燈、太陽(yáng)能電源、基準(zhǔn)晶振、振蕩驅(qū)動(dòng)芯片、推挽放大器、推挽振蕩器、相加耦合器、全波整流電路、燈管異常電流檢測(cè)器，振蕩驅(qū)動(dòng)芯片輸出接推挽放大器，經(jīng)輸出功率變壓器T1與推挽振蕩器輸出功率變壓器T3相加耦合器功率合成，經(jīng)全波整流電路接燈管，基準(zhǔn)晶振信號(hào)經(jīng)分頻器注入振蕩驅(qū)動(dòng)芯片RC振蕩器鎖定相位，推挽放大器變壓器T1與推挽振蕩器變壓器T3功率合成互耦注鎖頻率牽引相干同步鎖定相位獲取大功率照射。避免器件溫升過(guò)高振蕩頻率變化功率失衡燈光下降。本發(fā)明適用于太陽(yáng)能電源低電壓、大電流供電的大功率發(fā)光二極管LED陣列燈商業(yè)裝飾照明。
【專(zhuān)利說(shuō)明】太陽(yáng)能電源注鎖發(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(yáng)能電源注鎖發(fā)光二極管LED陣 列燈。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)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，影響功率不穩(wěn)定光強(qiáng)下降，雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便，成本低。但是，電源電 壓低，要得到大功率照明勢(shì)必增大器件電流，致使振蕩功率管功耗劇增溫升過(guò)高導(dǎo)致振蕩 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(guò)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。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供太陽(yáng)能電源低電壓大電流供電、逆變振蕩高穩(wěn)頻相位同步的 一種太陽(yáng)能電源注鎖發(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(yáng)能電源、發(fā)光二極管LED陣列燈管、基準(zhǔn)晶振、 分頻器、振蕩驅(qū)動(dòng)芯片、推挽放大器、推挽振蕩器、相加耦合器、全波整流電路、燈管異常電 流檢測(cè)器，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，振蕩驅(qū)動(dòng)芯片內(nèi)含RC振蕩器、 推挽放大驅(qū)動(dòng)電路、電流檢測(cè)CS、燈故障控制SD，RC振蕩器外接電阻R 2、電容C4產(chǎn)生振蕩， 輸出經(jīng)推挽放大驅(qū)動(dòng)電路接推挽放大器兩個(gè)大功率M0S場(chǎng)效應(yīng)管％、Q 2柵極，Qp Q2漏極并 接變壓器?\電感U兩端，振蕩驅(qū)動(dòng)芯片電源端經(jīng)電阻R7降壓電容C 8旁路和電感U中點(diǎn)經(jīng) 電感L3、電容C7旁路接太陽(yáng)能電源，Q 2源極串聯(lián)電阻R6接地，經(jīng)電阻R4、電容C6接振蕩驅(qū) 動(dòng)芯片CS，推挽振蕩器由兩個(gè)大功率M0S場(chǎng)效應(yīng)管Q 3、Q4漏極接變壓器T3電感L4兩端，Q3、 Q4柵極接變壓器T2電感L8兩端，電感L8中點(diǎn)并聯(lián)源極接地場(chǎng)效應(yīng)管Q 5漏極及電阻r8、r14， 電感L7、電阻R 1(l與變壓器T3電感L5閉合，電感L4中點(diǎn)經(jīng)電感L 9和旁路電容C9接太陽(yáng)能電 源，Q3、Q4源極經(jīng)接地電阻R 9壓降取樣電流連接電阻Rn，電阻Rn和燈管異常電流檢測(cè)器信 號(hào)接場(chǎng)效應(yīng)管Q 5柵極，燈管異常電流檢測(cè)器信號(hào)接振蕩驅(qū)動(dòng)芯片燈故障控制器SD，推挽放 大器輸出功率變壓器?\與推挽振蕩器輸出功率變壓器T 3由相加耦合器功率合成、經(jīng)全波整 流電路接發(fā)光二極管LED陣列燈，基準(zhǔn)晶振信號(hào)經(jīng)分頻器注入振蕩驅(qū)動(dòng)芯片RC振蕩器(^端 鎖定相位，由推挽放大器變壓器?\與推挽振蕩器變壓器T 3在相加耦合器功率合成互耦注鎖 頻率牽引相干同步鎖定相位，太陽(yáng)能電源接基準(zhǔn)晶振、分頻器電源端；
[0005] 其中，全波整流電路由相加耦合器Τ4電感Ln兩端接大功率M0S場(chǎng)效應(yīng)管Q6、Q 7 源極，源極、漏極并聯(lián)整流二極管，漏極并接作為全波整流輸出端，柵極接偏置電阻，電感Ln 中點(diǎn)穿過(guò)燈管異常電流檢測(cè)器互感磁環(huán)接地，電感L12接二極管VD3檢波，電容Cn、電阻R 15 濾波經(jīng)電阻r13、電容c5旁路接振蕩驅(qū)動(dòng)芯片燈故障控制器CS，經(jīng)電阻R12、電容c 1(l旁路接 Q5柵極；
[0006] 太陽(yáng)能電源由光伏電池板Ei輸出串聯(lián)阻塞二極管VD4、繼電器觸點(diǎn)J-1連接蓄電池 E2和接有開(kāi)關(guān)S的燈具DW，蓄電池 E2過(guò)壓控制取樣電阻R21、RPi、R22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 23、RP2、R24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VD 5。
[0007] 本發(fā)明產(chǎn)生積極效果：解決太陽(yáng)能電源低電壓、大電流供電自激和它激雙推逆變 振蕩高穩(wěn)頻相位同步功率合成，達(dá)到單個(gè)自激或它激雙推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(zhǎng)使用壽命。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)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(yáng)能電源注鎖發(fā)光二極管LED陣列燈電路
[0011] 圖4太陽(yáng)能電源電路

【具體實(shí)施方式】
[0012] 參照?qǐng)D1、2、3、4,本發(fā)明【具體實(shí)施方式】和實(shí)施例：包括太陽(yáng)能電源1、發(fā)光二極管 LED陣列燈管9,基準(zhǔn)晶振2、分頻器3、振蕩驅(qū)動(dòng)芯片4、推挽放大器5、推挽振蕩器6、相加耦 合器7、全波整流電路8、燈管異常電流檢測(cè)器10,其中，基準(zhǔn)晶振2由石英晶體諧振器JT、 兩個(gè)反相器ICi、IC 2及電阻&、電容組成，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，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IC 2接入分頻器3,振蕩驅(qū)動(dòng)芯片4,即IC4型號(hào)IR2156 內(nèi)含RC振蕩器、推挽放大驅(qū)動(dòng)電路、電流檢測(cè)CS、燈故障控制SD，RC振蕩器外接電阻R 2、電 容C4產(chǎn)生振蕩，輸出經(jīng)推挽放大驅(qū)動(dòng)電路接推挽放大器5兩個(gè)大功率M0S場(chǎng)效應(yīng)管％、Q 2 柵極，Qi、Q2漏極并接變壓器?\電感U兩端，振蕩驅(qū)動(dòng)芯片4電源端經(jīng)電阻R7降壓電容 C8旁路和電感U中點(diǎn)經(jīng)電感L3、電容C7旁路接太陽(yáng)能電源+V，Q 2源極串聯(lián)電阻R6接地，經(jīng) 電阻R4、電容C6接振蕩驅(qū)動(dòng)芯片4的CS，推挽振蕩器6由兩個(gè)大功率M0S場(chǎng)效應(yīng)管Q 3、Q4漏 極接變壓器T3電感L4兩端，Q 3、Q4柵極接變壓器T2電感L8兩端，電感L8中點(diǎn)并聯(lián)源極接地 場(chǎng)效應(yīng)管Q 5漏極及偏置電阻R8、R14，電感L7、電阻R1(l與變壓器T 3電感L5閉合，電感L4中點(diǎn) 經(jīng)電感L9和旁路電容C 9接太陽(yáng)能電源+V，Q3、Q4源極經(jīng)接地電阻R9壓降取樣電流連接電阻 Rn，電阻L和燈管異常電流檢測(cè)器10信號(hào)經(jīng)電阻R12接場(chǎng)效應(yīng)管Q5柵極，燈管異常電流檢 測(cè)器10信號(hào)接振蕩驅(qū)動(dòng)芯片燈故障控制SD，推挽放大器5輸出功率變壓器?\與推挽振蕩 器6輸出功率變壓器Τ 3由相加耦合器7功率合成、經(jīng)全波整流電路8接發(fā)光二極管LED陣 列燈9,基準(zhǔn)晶振2信號(hào)經(jīng)分頻器3注入振蕩驅(qū)動(dòng)芯片4的RC振蕩器C T端鎖定相位，由推 挽放大器5變壓器?\與推挽振蕩器6變壓器T3在相加耦合器7功率合成互耦注鎖頻率牽 引相干同步鎖定相位，太陽(yáng)能電源1接基準(zhǔn)晶振2、分頻器3電源端。
[0013] IC4引腳符號(hào)功能：V。。電源端，CT接振蕩定時(shí)電容C4, RT接振蕩定時(shí)電阻R2, ％驅(qū) 動(dòng)％，h驅(qū)動(dòng)Q2, CS電流檢測(cè)，SD燈故障保護(hù)控制，COM接地。
[0014] IC5引腳符號(hào)功能：V。。電源端，TL低電平觸發(fā)，ΤΗ高電平觸發(fā)，VMK復(fù)位，Vc電壓控 制，D IS放電端，V。輸出端，GND接地。
[0015] 振蕩驅(qū)動(dòng)芯片IC4電源端V。。由電阻R7降壓，電容C 8濾波供給產(chǎn)生振蕩，它激振蕩 驅(qū)動(dòng)推挽放大器％、Q2，輪流導(dǎo)通、截止半周；推挽振蕩器自激振蕩Q 3、04輪流導(dǎo)通、截止半 周，雙推輸出功率經(jīng)相加耦合器疊加合成拖動(dòng)大功率燈具，擴(kuò)容可靠，但要求兩個(gè)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)。
[0016] 基準(zhǔn)晶振石英諧振器頻率受溫度變化極小，高度穩(wěn)定?；鶞?zhǔn)信號(hào)經(jīng)分頻器注入振 蕩驅(qū)動(dòng)芯片鎖定相位。未注入基準(zhǔn)信號(hào)振蕩驅(qū)動(dòng)芯片RC振蕩器自由頻率，注入基準(zhǔn)信號(hào)RC 振蕩電壓與其矢量合成，通過(guò)RC振蕩器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比，與RC振蕩器有載Q值反比，由于基準(zhǔn)信 號(hào)注入在輸入端，增益高，小功率鎖定。分頻器1(： 3二進(jìn)制或十進(jìn)制計(jì)數(shù)器分頻。
[0017] 注入鎖相無(wú)需壓控調(diào)諧、鑒相和環(huán)路濾波，因此結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，附加成本低。注入鎖相 本質(zhì)上與環(huán)路鎖相沒(méi)差別，性能優(yōu)越，相加耦合器疊加推挽放大器和推挽振蕩器輸出功率 合成，"緊密捆綁"互耦注鎖效應(yīng)推挽放大器牽引推挽振蕩器頻率相干同步鎖定相位，適于 功率合成燈具穩(wěn)定振蕩頻率相位同步，避免器件溫升過(guò)高功率失衡，穩(wěn)定燈光延長(zhǎng)使用壽 命。
[0018] 相加耦合器T4電感L1(l將兩個(gè)推挽輸出功率變壓器?\、T 3電感L2、L6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 2〇無(wú)功率損耗。
[0019] 推挽振蕩器τ2、τ3雙變壓器振蕩，輸出變壓器τ 3不飽和，功效高。諧振頻率調(diào)l4， 振蕩反饋調(diào)電阻R1(l或電感L 5，調(diào)整頻率和反饋互不牽連。
[0020] 燈異常電流磁環(huán)電感L12電壓二極管VD3檢波，電阻R 15、電容Cn濾波經(jīng)電阻R12，電 容C1(l使Q 5導(dǎo)通，推挽振蕩器功率管Q3、Q4截止；振蕩驅(qū)動(dòng)芯片IC4燈故障控制器30控制停 振，保護(hù)推挽放大器％、Q 2。同時(shí)，燈異常電流電阻R6壓降經(jīng)電阻R4、電容C6使芯片IC 4電 流檢測(cè)CS開(kāi)啟保護(hù)Qi、Q2 ;燈異常電流電阻R9壓降經(jīng)電阻Rn、電容C1Q進(jìn)而使Q5導(dǎo)通，雙重 保護(hù)Q 3、Q4。
[0021] 全波整流電路大功率M0S場(chǎng)效應(yīng)管Q6、Q7并聯(lián)二極管VDi、VD 2減小整流電阻，降低 損耗，提高整流效率，輸出的電壓紋波低，燈光穩(wěn)定。
[0022] 太陽(yáng)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(guò) 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(yáng)能電池對(duì)蓄電池過(guò)壓充電。隨著燈具DW照明消耗電能蓄電池電壓降低到置位電壓，太陽(yáng) 能電池恢復(fù)充電，使蓄電池電壓保持在照明所需值，開(kāi)關(guān)S控制燈具照明。
[0023] 阻塞二極管VD4單向?qū)щ姺乐剐铍姵貙?duì)太陽(yáng)能電池反充電，二極管VD5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 12、C13去耦，電阻R25、電容C14、穩(wěn)壓二極管 VD6供時(shí)基芯片電源。二極管VD7抑制繼電器I吸合、釋放產(chǎn)生的反向電壓，防護(hù)IC5受損。
[0024] 實(shí)施例太陽(yáng)能電源電壓30V，燈電流2. 5A，點(diǎn)燃65W發(fā)光二極管LED陣列燈RL，效 率86 %，晝夜商業(yè)裝飾廣告，功率M0S管溫升在允許值內(nèi)，使用壽命長(zhǎng)。
【權(quán)利要求】
1. 一種太陽(yáng)能電源注鎖發(fā)光二極管LED陣列燈，包括太陽(yáng)能電源、發(fā)光二極管LED陣 列燈管，其特征在于：還包括基準(zhǔn)晶振、分頻器、振蕩驅(qū)動(dòng)芯片、推挽放大器、推挽振蕩器、 相加耦合器、全波整流電路、燈管異常電流檢測(cè)器，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，振蕩驅(qū)動(dòng)芯片內(nèi)含RC振蕩器、推挽放大驅(qū)動(dòng)電路、電流檢測(cè)CS、燈故障控制SD，RC 振蕩器外接電阻R2、電容C4產(chǎn)生振蕩，輸出經(jīng)推挽放大驅(qū)動(dòng)電路接推挽放大器兩個(gè)大功率 MOS場(chǎng)效應(yīng)管％、Q2柵極，Qp Q2漏極并接變壓器?\電感U兩端，振蕩驅(qū)動(dòng)芯片電源端經(jīng)電 阻&降壓電容(：8旁路和電感Q中點(diǎn)經(jīng)電感L 3、電容C7旁路接太陽(yáng)能電源，Q2源極串聯(lián)電 阻R6接地，經(jīng)電阻R 4、電容C6接振蕩驅(qū)動(dòng)芯片CS，推挽振蕩器由兩個(gè)大功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管 Q3、Q4漏極接變壓器T3電感L4兩端，Q 3、Q4柵極接變壓器T2電感L8兩端，電感L8中點(diǎn)并聯(lián) 源極接地場(chǎng)效應(yīng)管Q 5漏極及電阻R8、R14，電感L7、電阻R1(l與變壓器T 3電感L5閉合，電感L4 中點(diǎn)經(jīng)電感L9和旁路電容C9接太陽(yáng)能電源，Q3、Q4源極經(jīng)接地電阻R 9壓降取樣電流連接電 阻Rn，電阻Rn和燈管異常電流檢測(cè)器信號(hào)接場(chǎng)效應(yīng)管Q 5柵極，燈管異常電流檢測(cè)器信號(hào) 接振蕩驅(qū)動(dòng)芯片燈故障控制SD，推挽放大器輸出功率變壓器?\與推挽振蕩器輸出功率變壓 器Τ 3由相加耦合器功率合成、經(jīng)全波整流電路接發(fā)光二極管LED陣列燈，基準(zhǔn)晶振信號(hào)經(jīng) 分頻器注入振蕩驅(qū)動(dòng)芯片RC振蕩器C T端鎖定相位，由推挽放大器變壓器?\與推挽振蕩器 變壓器Τ3在相加耦合器功率合成互耦注鎖頻率牽引相干同步鎖定相位，太陽(yáng)能電源接基準(zhǔn) 晶振、分頻器電源端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電源注鎖發(fā)光二極管LED陣列燈，其特征在于：全波 整流電路由相加耦合器T4電感L n兩端接大功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q6、Q7源極，源極、漏極并聯(lián) 整流二極管，漏極并接作為全波整流輸出端，柵極接偏置電阻，電感L n中點(diǎn)穿過(guò)燈管異常 電流檢測(cè)器互感磁環(huán)接地，電感L12接二極管VD3檢波，電容C n、電阻R15濾波經(jīng)電阻R13、電 容c5旁路接振蕩驅(qū)動(dòng)芯片燈故障控制CS，經(jīng)電阻R 12、電容C1(l旁路接Q5柵極。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電源注鎖發(fā)光二極管LED陣列燈，其特征在于：太陽(yáng) 能電源由光伏電池板Ei輸出串聯(lián)阻塞二極管VD 4、繼電器觸點(diǎn)J-1連接蓄電池 E2和接有開(kāi) 關(guān)S的燈具DW，蓄電池 E2過(guò)壓控制取樣電阻R21、RPp R22接入時(shí)基芯片IC5高電平觸發(fā)端 TH，欠壓控制取樣電阻R23、RP2、R24接入低電平觸發(fā)端TL，時(shí)基芯片IC 5輸出接繼電器，蓄電 池串入快速熔絲F，并接防反接二極管VD5。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK104105256SQ201310160064
【公開(kāi)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(shù)成, 張根清 申請(qǐng)人:張根清