一种具有无线通讯功能的大功率led路灯电源电路系统的制作方法
【专利说明】
(一)技术领域:
[0001]本实用新型涉及大功率灯光照明领域，特别是涉及一种具有无线通讯功能的大功率LED路灯电源电路系统。
(二)【背景技术】:
[0002]目前，照明消耗占整个电力消耗的20%左右，节约能源的一个重要途径就是大量地降低照明用电。被誉为“照亮未来的技术” LED (发光二极管，light emitting d1de)，从根本上为“绿色照明”点燃了光辉，成为引领21世纪最有价值的新一代光源。LED的出现和迅速发展，不仅将会逐渐的替代白炽灯等传统照明方式而成为市场主导，而且为照明技术迎来了革命性的发展机遇，进而在一定程度上改善着人类的生活方式和推动着了社会文明的进步，白光LED光源的成功研制，使得LED从之前的指示和景观照明光源进入到市场更为广阔的民用照明光源，以替代传统的白炽灯、日光灯、气体放电灯等光源。与白炽灯等传统光源相比较，显著的优势就节能和环保的特性。但是LED路灯虽然被称为固态冷光源，但实际上只有约20% -30%的电能转化为光能，而另外70% -80%的能量都要产生热量，且与白炽灯不同，过高的温度对白炽灯灯丝的发光影响不大(白炽灯灯丝温度可达几千度)，但LED芯片的性能受温度的影响极大，过高温度会使芯片产生严重的光衰，导致LED寿命急剧下降，所以本实用新型发明提出一种大功率LED路灯电源系统设计方案，该系统通过GSM/GPRS(移动通信全球系统global system of mobile communicat1ns/通用分组无线业务General Packet Rad1 Service)通讯电路接收路灯开关命令、气象条件等信息，并根据收到的气象信息以及检测到的路灯内部散热器表面温度进行亮度调节，并防止LED过热情况发生。
(三)【实用新型内容】:
[0003]本实用新型的目的在于提供一种具有无线通讯功能的大功率LED路灯电源电路系统，它可以克服现有技术的不足，是一种结构简单、通讯方便、安全可靠的大功率LED路灯电源电路系统。
[0004]本实用新型的技术方案:一种具有无线通讯功能的大功率LED路灯电源系统，其特征在于它包括LLC(Logical Link Control--逻辑链路控制)谐振变换器主电路单元、
DSP(数字信号处理器--Digital Signal Processor)控制电路单元及通讯电路单元；其中，由基于DSP的控制电路控制LLC谐振变换器主电路输出幅值可调的电压，调节照明功率；所述LLC谐振变换器主电路单元将电能由交流电变换为幅值可调的直流电信号；所述DSP控制电路单元通过通讯电路单元接收路灯开关、环境亮度、气象条件信息，并根据收到的气象信息以及检测到的路灯电源散热器表面温度进行亮度调节，将亮度信号发送给LED路灯。
[0005]所述LLC谐振变换器主电路单元采用半桥式电路结构；所述半桥LLC谐振变换器是由开关电路、谐振电路和输出电路构成；其连接为常规连接。
[0006]所述开关电路由两只分别带体二极管VDl和和VD2及寄生电容Cl和C2的功率MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管，Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor)开关管SI和功率MOSFET开关管S2构成；所述功率MOSFET开关管SI和功率MOSFET开关管S2相互串联；其输出端与谐振电路连接。
[0007]所述谐振电路由谐振电容Cs、谐振电感Lr和励磁电感Lm组成；所述谐振电容Cs同时也是隔直电容；所述励磁电感Lm的一端连接两个功率MOSFET开关管连接的中点，一端连接谐振电容Cs ;所述谐振电容Cs的另一端与输出电路连接；所述励磁电感Lm是变压器初次绕组的电感；所述谐振电容Cs参与谐振的同时，也起到隔直电容的作用。
[0008]所述输出电路由二极管D1、二极管D2、滤波电容C。和负载电阻I组成；其中二极管Dl和二极管D2构成整流电路，CO为滤波电容与负载电阻Rl并联。
[0009]所述DSP控制电路单元是由DSP最小系统、散热器温度检测电路、RS232接口电路和隔离驱动电路组成；所述DSP最小系统包括DSP芯片电路、电源模块电路、震荡电路、JTAG接口电路组成；所述散热器温度检测电路采用TC77集成温度传感器芯片电路；所述电源模块电路式提供12V和3.3V的电源。
[0010]所述DSP芯片电路是由数字信号控制器Ul芯片TMS320F28027、U2接口芯片SP3232EEY 的 RS-232 和 EEPROM 双线串行 U3 芯片 AT24C512N-10S1-2.7 构成。
[0011]所述通讯电路单元是GSM/GPRS通讯电路或ZigBee通讯电路。
[0012]所述GSM/GPRS通讯电路是由天线和GSM/GPRS通讯模块构成；所述天线采用鞭状天线，将接收到的LED路灯电源的控制信号发送给GSM/GPRS通讯模块；所述GSM/GPRS通讯模块与DSP控制电路单元的RS232接口电路呈双向连接。
[0013]所述GSM/GPRS模块是法国Wavecom公司的带有AT指令功能的Q2406B芯片实现通讯功能。
[0014]所述ZigBee通讯电路是由天线和CC2530ZigBee协议芯片单元电路、RS232通讯电路构成；所述天线采用鞭状天线，将接收到的LED路灯电源的控制信号发送给CC2530ZigBee协议芯片单元电路；所述RS232通讯电路选用SP3232接口电路芯片。
[0015]所述隔离驱动电路，是由隔离脉冲式变压器、三极管、二极管、电阻、电容构成；所述三极管是由三极管NPNl和三极管NPN2组成，分别由12V电源电压为其供电；所述隔离脉冲式变压器原边采用推挽式电路结构，副边是两个对称的线圈；三极管NPNl与三极管NPN2成对称连接，轮流导通。
[0016]本实用新型的工作原理:由GSM/GPRS通讯电路(或由ZigBee通讯电路)接收气象信息，并通过RS232接口电路传输给DSP控制电路单元，DSP控制电路单元读取散热器温度检测电路检测到的路灯内部散热器表面温度，根据收到的气象信息以及检测到的路灯内部散热器表面温度进行亮度调节，亮度调节方式是指若:环境温度高则减小照明电压；若散热器温度过高则减小照明电压；环境温度正常且散热器温度正常则照明电压可以达到额定值；电压调节是通过控制LLC谐振变换器主电路开关电路的开关周期实现的。
[0017]此外，三极管NPNl与三极管NPN2接成对称关系，轮流导通不会发生同时导通的现象；当三极管NPNl导通时，隔离脉冲式变压器原边绕组与副边上侧绕组耦合，关断时原边绕组向副边绕组释放能量；NPN2同理。这样的电路结构可以使得两个功率开关管获得较大的功率输出，足以驱动上下MOSFET管。
[0018]本实用新型的优越性:1、可实现照明亮度调节；2、通过GSM/GPRS或ZigBee通讯电路接收路灯开关命令、气象条件等信息，并根据收到的气象信息以及检测到的路灯内部散热器表面温度进行亮度调节，并防止LED过热情况发生。
(四)【附图说明】:
[0019]图1为本实用新型所涉一种具有无线通讯功能的大功率LED路灯电源电路系统的结构示意图；
[0020]图2为本实用新型所涉一种具有无线通讯功能的大功率LED路灯电源电路系统中LLC谐振变换器主电路单元的电路结构示意图；
[0021]图3为本实用新型所涉一种具有无线通讯功能的大功率LED路灯电源电路系统中DSP控制电路单元的电路结构示意图；
[0022]图4为本实用新型所涉一种具有无线通讯功能的大功率LED路灯电源电路系统中驱动电路原理示意图。
[0023]图5为本实用新型所涉一种具有无线通讯功能的大功率LED路灯电源电路系统中ZigBee通讯电路的原理示意图。
[0024]图6为本实用新型所涉一种具有无线通讯功能的大功率LED路灯电源电路系统的控制主流程框图。
(五)【具体实施方式】:
[0025]实施例:一种具有无线通讯功能的大功率LED路灯电源系统(见图1)，其特征在于它包括LLC谐振变换器主电路单元、DSP控制电路单元及通讯电路单元；其中，由基于DSP的控制电路控制LLC谐振变换器主电路输出幅值可调的电压，调节照明功率；所述LLC谐振变换器主电路单元将电能由交流电变换为幅值可调的直流电信号；所述DSP控制电路单元通过通讯电路单元接收路灯开关、环境亮度、气象条件信息，并根据收到的气象信息以及检测到的路灯电源散热器表面温度进行亮度调节，将亮度信号发送给LED路灯。
[0026]所述LLC谐振变换器主电路单元采用半桥式电路结构(见图2);所述半桥LLC谐振变换器是由开关电路、谐振电路和输出电路构成；其连接为常规连接。
[0027]所述开关电路由两只分别带体二极管VDl和和VD2及寄生电容Cl和C2的功率MOSFET开关管SI和功率MOSFET开关管S2构成；所述功率MOSFET开关管SI和功率MOSFET开关管S2相互串联；其输出端与谐振电路连接(见图2)。
[0028]所述谐振电路由谐振电容Cs、谐振电感Lr和励磁电感Lm组成；所述谐振电容Cs同时也是隔直电容；所述励磁电感Lm的一端连接两个功率MOSFET开关管连接的中点，一端连接谐振电容Cs ;所述谐振电容Cs的另一端与输出电路连接；所述励磁电感Lm是变压器初次绕组的电感；所述谐振电容Cs参与谐振的同时，也起到隔直电容的作用(见图2)。
[0029]所述输出电路由二极管D1、二极管D2、滤波电容C。和负载电阻I组成；其中二极管Dl和二极管D2构成整流电路，CO为滤波电容与负载电阻&并联(见图2)。
[0030]所述DSP控制电路单元是由DSP最小系统、散热器温度检测电路、RS232接口电路和隔离驱动电路组成；所述DSP最小系统包括DSP芯片电路、电源模块电路、震荡电路、JTAG接口电路组成；所述散热器温度检测电路采用TC77集成温度传感器芯片电路；所述电源模块电路式提供12V和3.3V的电源(见图3)。
[0031]所述DSP芯片电路是由数字信号