太阳能电源双全桥注锁发光二极管led阵列灯的制作方法
【专利摘要】本发明涉及电光源照明【技术领域】，具体是一种太阳能电源双全桥注锁发光二极管LED阵列灯。两个RC振荡器共接电阻R3、电容C4同步振荡，自振荡芯片4及全桥逆变器A输出功率变压器T1与自振荡芯片6及全桥逆变器B输出功率变压器T2反相馈入相加耦合器，功率合成馈送灯管，基准晶振信号经分频器注入两个自振荡芯片4、6的RC振荡器锁定相位，获取大功率照明避免器件温升过高振荡频率变化功率失衡灯光下降，灯管异常电流检测器信号经三极管接入两个自振荡芯片振荡器SD端，控制振荡快速停振关断全桥逆变器功率MOS管。本发明适用于太阳能电源大功率LED阵列灯照明场合。
【专利说明】太阳能电源双全桥注锁发光二极管LED阵列灯
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电光源照明【技术领域】，具体是一种太阳能电源双全桥注锁发光二极管 LED阵列灯。
【背景技术】
[0002] 现有技术电子镇流器通常用LC或RC振荡器作为发光二极管LED阵列灯电光源， 产生的振荡频率受温度变化稳定性差影响功率不够稳定，导致光强下降，虽然结构简单，成 本低。但要得到大功率照明势必增大器件电流，使振荡功率管功耗剧增温升过高振荡频率 变化，结果会使灯光随频率变化功率幅值失衡。同时，大电流通过线圈温升高磁性导磁率下 降，磁饱和电感量变小阻抗趋向零，灯具工作时间与温升正比，温升高加速器件老化，轻则 灯管发光不稳定亮度下降，重则烧坏器件缩短使用寿命。逆变功率叠加拖动大功率灯，解决 器件功率容量限制。但是，功率合成振荡电压相位应一致，克服非线性互调功率不均衡。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供太阳能电源供电、逆变振荡高稳频相位同步大功率照明的太 阳能电源双全桥注锁发光二极管LED阵列灯。
[0004] 本发明技术解决方案为：包括太阳能电源、发光二极管LED阵列灯、基准晶振、分 频器、两个自振荡芯片、全桥逆变器A、全桥逆变器B、相加耦合器、全波整流电路、灯管电 路，其中，基准晶振由石英晶体谐振器、两个反相器及电阻、电容组成，第一个反相器输入与 输出两端跨接偏置电阻，并分别并接接地电容，同时，还跨接串联微调电容的石英晶体谐振 器，基准晶振输出信号经第二个反相器接入分频器，自振荡芯片内含振荡器、全桥逆变驱动 电路，两个自振荡芯片振荡器共接电阻R 3、电容(；同步振荡，输出分别经全桥逆变驱动电路 连接均由四个功率M0S场效应管两组互补半桥构成的全桥逆变器A、全桥逆变器B，自振荡 芯片及全桥逆变器A输出功率变压器?\与自振荡芯片及全桥逆变器B输出功率变压器T 2 反相馈入相加耦合器功率合成，经全波整流电路接灯管电路发光二极管LED阵列灯发光， 基准晶振信号经分频器注入两个自振荡芯片ΕΧ0端锁定相位，灯管电路异常电流检测信号 经三极管接入两个自振荡芯片SD端，控制振荡快速停振关断全桥逆变器功率M0S场效应 管，太阳能电源接入基准晶振、分频器、自振荡芯片及全桥逆变器A和自振荡芯片及全桥逆 变器B的电源端：
[0005] 其中，全波整流电路由两个功率M0S场效应管Q5、Q6源极接相加耦合器T 3电感L6 两端，栅极接电阻分压偏置，源极、漏极并联整流二极管，两管漏极并接作为全波整流输出 端，相加耦合器T3电感L 6中点穿过灯电流检测互感磁环接地，电感L7接二极管VD3检波，电 容C 9、电阻Rn滤波经电阻R4、R5分压、三极管触发两个自振荡芯片灯故障保护控制端SD ;
[0006] 太阳能电源由光伏电池板Ei输出串联阻塞二极管VD6、继电器触点J-1连接蓄电 池 E2和接有开关S的发光二极管LED阵列灯DW，蓄电池 E2过压控制取样电阻R12、RPp R13 接入时基芯片IC5高电平触发端TH，欠压控制取样电阻R14、RP2、R 15接入低电平触发端TL， 时基芯片IC5输出接继电器，蓄电池串入快速熔丝F，并接防反接二极管VD7。
[0007] 本发明产生积极效果：解决太阳能电源双全桥逆变振荡高稳频、相位同步功率合 成，达到单个自振荡全桥逆变器难以得到的大功率发光二极管LED阵列灯照明，避免器件 温升高振荡频率变化功率失衡，稳定灯光延长使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0008] 图1本发明技术方案原理框图 [0009] 图2基准晶振电路
[0010] 图3太阳能电源双全桥注锁发光二极管LED阵列灯电路
[0011] 图4太阳能电源电路
【具体实施方式】
[0012] 参照图1、2、3、4(图3以自振荡芯片及全桥逆变器A电路为例，自振荡芯片及全桥 逆变器B相同），本发明【具体实施方式】和实施例：包括太阳能电源1、发光二极管LED阵列灯 10、基准晶振2、分频器3、两个自振荡芯片4、6、全桥逆变器A5、全桥逆变器B7、相加耦合器 8、全波整流电路9、灯管电路11，其中，基准晶振2由石英晶体谐振器JT、两个反相器IQ、 IC2及电阻&、电容CpCpQ组成，第一个反相器IQ输入与输出两端跨接偏置电阻&，并分 别并接接地电容Cp C2，同时，还跨接串联微调电容Q的石英晶体谐振器JT，基准晶振2输 出信号经第二个反相器IC2接入分频器3,自振荡芯片IC 4UBA2030T内含振荡器、全桥逆变 驱动电路，两个自振荡芯片4、6振荡器共接电阻馬、电容(；同步振荡，输出分别经全桥逆变 驱动电路连接均由四个功率M0S场效应管Qi、Q 2、Q3、Q4两组互补半桥构成的全桥逆变器A5、 全桥逆变器B7,自振荡芯片4及全桥逆变器A5输出功率变压器?\与自振荡芯片6及全桥 逆变器Β7输出功率变压器Τ 2反相馈入相加耦合器8功率合成，经全波整流电路9接灯管电 路11发光二极管LED阵列灯10发光，基准晶振2信号经分频器3分频+Ν基准信号&注 入两个自振荡芯片4、6的ΕΧ0端锁定相位，灯管电路11异常电流检测信号经三极管接入两 个自振荡芯片4、6的SD端，控制振荡快速关断停振，保护全桥逆变器功率M0S场效应管，太 阳能电源1接入基准晶振2、分频器3、自振荡芯片4及全桥逆变器A5和自振荡芯片6及全 桥逆变器B7的电源端。
[0013] IC4引脚符号功能：HV高压电源，VDD低压电源，RC振荡器输入，ΕΧ0外接振荡信号， GHL驱动％，GLL驱动Q2, GHR驱动Q3, GLR驱动Q4, SHL桥路输出接％源极、输出变压器，SHR 桥路输出接Q3源极、电容C7, BE桥路使能控制，BER桥路使能参考，DTC死区时间控制，FSL 浮置电源，FSR浮置电源，SD关闭振荡，GND接地。
[0014] IC5引脚符号功能：V。。电源端，TL低电平触发，TH高电平触发，VMK复位，Vc电压控 制，DIS放电端，V。输出端，GND接地。
[0015] 自振荡芯片IC4电源端HV接入太阳能电源高压电源，由芯片内部生成直流低压电 源V DD产生振荡，电容c3滤除纹波，振荡启动自举电容c5充电浮置供电，全桥逆变器对角线 功率M0S管Qi、Q 4导通，Q2、Q3截止，此时电容C6充电浮置供电，Qi、Q 4导通，Q2、Q3截止，轮流 工作半个周期，输出电压为方波。全桥交替切换由RC振荡器振荡频率的1/2频率控制，电 阻R 2控制振荡波形死区时间。
[0016] 两个逆变器功率合成拖动大功率灯具，扩容可靠。但是要求两个自振荡芯片振荡 电压相位一致，以消除非线性互调功率不均衡，获取稳定的输出功率。为此，引入注入锁相 解决功率合成相位同步技术。
[0017] 注入锁相不用压控调谐、鉴相器、环路滤波器，电路简单性能优越，附加成本低。注 入锁相本质上与环路锁相没差别，适于功率合成大功率灯具稳定振荡频率相位同步，稳定 输出功率避免器件温升过高功率失衡，稳定灯光延长使用寿命。
[0018] 基准晶振石英谐振器品质因数高，频率受温度变化极小，高度稳定作基准参考精 确。基准信号经分频注入自振荡芯片ΕΧ0端锁定相位。未注入基准信号自振荡芯片RC振 荡器产生自由振荡频率，注入基准信号RC振荡电压与其矢量合成，通过自振荡芯片非线性 变频锁定相位，振荡信号与注入基准信号仅有一个固定的相位差。同步带宽与注入功率正 t匕，与RC振荡器有载Q值反比，由于基准信号注入RC振荡器的输入端，增益高，小功率锁 定。两个自振荡芯片振荡器共接电阻R 3、电容C4同步振荡，锁定时间快。
[0019] 基于注入基准频率是锁定振荡频率的整数倍，或振荡频率是基准频率的整数倍， 基准信号分频注入选配较高频率的高稳频特性石英谐振器，易于锁定数十至数百千赫LC 或RC振荡器。分频器IC3二进制或十进制计数分频。
[0020] 相加耦合器τ3电感L5将两个推挽输出功率变压器1\、T 2电感L2、L4反相激励电 流叠加，相位差180°低次谐波相互抵消，输出电流变换加倍总和送到灯负载，输入电压、频 率、相位及负载相同，电流相等均衡电阻r 6无功率损耗。
[0021] 灯异常检测由灯电流互感磁环电感L7感生电压二极管VD3检波、电容C 9、电阻Rn 滤波经电阻R4、R5分压，三极管VI\触发两个自振荡芯片SD端，当触发电压4. 5V?VDD高电 平信号时，迅速停振快速关断全桥逆变器M0S功率管，以免受损。
[0022] 全波整流电路两个功率M0S场效应管Q5、Q6并联二极管VDp VD2减小整流电阻降 低损耗，提高整流效率，输出直流电压纹波低，负载RL发光二极管LED阵列灯发光稳定。
[0023] 太阳能电源欠压控制，蓄电池电压低于时基芯片ICS555低电平触发端TL取样 1/3^。时，时基芯片置位，继电器J吸合，触点J-1接通蓄电池充电，当蓄电池电压充足，过 压控制电压高于高电平触发端HL取样2/3V。。，时基芯片复位，继电器释放触点J-1，切断太 阳能电池对蓄电池过压充电。随着灯DW照明消耗电能蓄电池电压降低到置位电压，太阳能 电池恢复充电，使蓄电池电压保持在照明所需值，开关S控制灯照明。
[0024] 阻塞二极管VD6单向导电防止蓄电池对太阳能电池反充电，二极管VD7当蓄电池反 接导通短路，快速烧断熔丝F保护蓄电池。电容C n、C12去耦，电阻R16、电容C1(l、稳压二极管 VD4供时基芯片电源。二极管VD5抑制继电器J吸合、释放产生的反向电压，防护IC5受损。
[0025] 实施例太阳能电源450V，双全桥逆变电流0. 62A，驱动两支125W或三支80W发光 二极管LED阵列灯，效率89 %，逆变电流小功耗低，灯光稳定，使用寿命长。适用于太阳能电 源大功率发光二极管LED阵列灯照明场合。
【权利要求】
1. 一种太阳能电源双全桥注锁发光二极管LED阵列灯，包括太阳能电源、发光二极管 LED阵列灯，其特征在于：还包括基准晶振、分频器、两个自振荡芯片、全桥逆变器A、全桥逆 变器B、相加耦合器、全波整流电路、灯管电路，其中，基准晶振由石英晶体谐振器、两个反相 器及电阻、电容组成，第一个反相器输入与输出两端跨接偏置电阻，并分别并接接地电容， 同时，还跨接串联微调电容的石英晶体谐振器，基准晶振输出信号经第二个反相器接入分 频器，自振荡芯片内含振荡器、全桥逆变驱动电路，两个自振荡芯片振荡器共接电阻R 3、电 容(；同步振荡，输出分别经全桥逆变驱动电路连接均由四个功率MOS场效应管两组互补半 桥构成的全桥逆变器A、全桥逆变器B，自振荡芯片及全桥逆变器A输出功率变压器?\与自 振荡芯片及全桥逆变器Β输出功率变压器Τ 2反相馈入相加耦合器功率合成，经全波整流 电路接灯管电路发光二极管LED阵列灯发光，基准晶振信号经分频器注入两个自振荡芯片 EXO端锁定相位，灯管电路异常电流检测信号经三极管接入两个自振荡芯片SD端，控制振 荡快速停振关断全桥逆变器功率MOS场效应管，太阳能电源接入基准晶振、分频器、自振荡 芯片及全桥逆变器A和自振荡芯片及全桥逆变器B的电源端。
2. 根据权利要求1所述的太阳能电源双全桥注锁发光二极管LED阵列灯，其特征在于： 全波整流电路由两个功率MOS场效应管Q5、Q6源极接相加耦合器T3电感L 6两端，栅极接电 阻分压偏置，源极、漏极并联整流二极管，两管漏极并接作为全波整流输出端，相加耦合器 T3电感L6中点穿过灯电流检测互感磁环接地，电感L7接二极管VD 3检波，电容C9、电阻Rn 滤波经电阻R4、R5分压、三极管触发两个自振荡芯片灯故障保护控制端SD。
3. 根据权利要求1所述的太阳能电源双全桥注锁发光二极管LED阵列灯，其特征在于： 太阳能电源由光伏电池板Ei输出串联阻塞二极管VD6、继电器触点J-1连接蓄电池 E2和接 有开关S的发光二极管LED阵列灯DW，蓄电池 E2过压控制取样电阻RpRPi、!^接入时基芯 片IC5高电平触发端TH，欠压控制取样电阻R 14、RP2、R15接入低电平触发端TL，时基芯片IC5 输出接继电器，蓄电池串入快速熔丝F，并接防反接二极管VD7。
【文档编号】H05B37/02GK104105251SQ201310155145
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2013年4月15日 优先权日:2013年4月15日
【发明者】阮树成 申请人:阮树成