专利名称：一种led航标灯的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种LED航标灯。
背景技术：
在大江大海中，为了防止舰船触礁或搁浅，必须设置发出闪光信号的航标灯，为舰 船指示航向，过去这类航标灯都采用光伏电池和蓄电池组成的供电系统，采用白炽灯作光 源，白炽灯发生闪光时，瞬态脉冲电流很大，为了满足瞬间大电流脉冲放电的要求，必须选 用容量很大的蓄电池，因此系统成本很高，同时，白炽灯经常处于闪光状态，使用寿命大大 减小，因此需要经常更换，维修费用增大。近年来，LED生产技术取得突破性发展，单体LED光源的功率可达200W以上，已经 成功地应用于路灯、庭院灯、军用强光电筒等，同时，由于LED实现规模化生产，成本大大降 低，LED的主要优点有节电效果显著、发光强度高，经国内权威光学研究所测试，与同功率白 炽灯相比，LED灯的发光强度为白炽灯的13倍以上，与同功率的节能灯相比，LED灯的发光 强度为节能灯的3倍以上，使用寿命特别长，LED的理论寿命可达十万小时，实际使用寿命 也超过五万小时，为白炽灯和节能灯的几十倍甚至高达几百倍，此外LED灯点亮速度非常 快，几乎没有延迟时间，并且连续闪光对寿命无任何影响，特别适用于要求长寿命、高节能 的闪光灯。而超级电容器是一种近几年刚发展起来的性能介于蓄电池和普通电容器之间的 新型贮能器件，超级电容器的能量密度(Wh/kg)比常规电容器高10倍以上，功率密度(W/ kg)是普通蓄电池的几十倍，甚至几百倍，特别适用于需要大电流放电脉冲的电子设备(比 如闪光灯)。超级电容器允许快速充电，通常可在1-2分钟内充足电，同时超级电容器的放 电循环次数可达105，为普通蓄电池的几百倍甚至几千倍，超级电容和蓄电池并联组成的混 合供电系统，既可发挥蓄电池容量大、成本低且可长期供电的优点，还可实现超大电流充放 电的要求。
实用新型内容本实用新型的目的在于针对现有技术存在的主要问题，提供一种结构新颖、成本 低、使用寿命长、节电效果好的LED航标灯。本实用新型采用如下技术方案一种LED航标灯，包括太阳能光伏电池、充电控制电路、LED光源，还包括由超级电 容器和蓄电池并联构成的混合供电电路以及恒流脉冲放电控制电路，所述充电控制电路接 在光伏电池的输出端和混合供电电路的输入端之间，用于调整加载在混合供电电路输入端 的电流和电压，所述恒流脉冲放电控制电路接在所述混合供电电路的输出端与LED阵列的 两端之间。上述的技术方案中，恒流脉冲放电控制电路可以由IRS2541芯片及其外围电路和 方波脉冲发生电路构成，方波脉冲发生电路的输出端接在IRS2541芯片的使能端。[0009]采用该实用新型后，由于LED灯所需功率大大减小，并且超级电容器可提供超大 脉冲电流，确保LED航标灯的发光强度达到国家标准，因此，所需光伏电池和蓄电池的容量 可以大幅度下降，系统成本大大降低，同时由于LED航标灯的点灯延迟时间极短，并且工作 在闪光状态时，寿命不受影响，蓄电池与超级电容器并联后，脉冲大电流主要由超级电容器 提供，蓄电池的寿命也可大大延长。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1 本实用新型的LED航标灯结构框图；图2:充电控制电路；图3 恒流脉冲放电控制电路。
具体实施方式
本实用新型的LED航标灯主要由太阳能光伏电池、充电控制电路、由超级电容器 和蓄电池组成的混合供电电路、混合供电系统放电控制器、LED光源等部分组成，结构框图 如
图1所示。光伏电池组件为超级电容器和蓄电池组成的混合供电电路提供能源，为了实 现光伏电池对混合供电系统快速安全充电，在光伏电池与混合供电系统之间，必须加入充 电控制电路。为了防止无光照时，超级电容器和蓄电池向光伏电池放电，在光伏电池和混合 供电系统之间必须加入防倒流二极管。超级电容器和蓄电池组成的混合供电电路通过放电控制电路为大功率LED提供 恒定的脉冲放电电流。为了节省能量，放电控制电路应当选用高效率开关式恒流控制电路， 为了实现大功率LED按设定的固定周期闪光，放电控制电路的使能端还应当由外加的方波 脉冲发生电路加入使能信号。为了保证足够的发光强度，LED光源可由多只芯片通过串并联方式组成LED阵列。光伏电池通过充电控制电路对蓄电池和超级电容器充电。光伏电池可根据实际需 要选用17V 20W光伏电池组，也可以选用17V IOW光伏电池组。充电控制电路如图2所示。 该充电控制电路主要由电压电流基准、限流电路、电压调整电路等部分组成，该控制电路可 为12V蓄电池组供电。电阻队和二极管Vd2组成电流基准电路，二极管Vd2两端电压加到运放IClB的同 相输入端。电流取样电阻R12由三只电阻并联，充电电流在R12两端的压降加到运放的IClB 的反相输入端，与电流基准信号比较，其差值经IClB放大后，又经IClA驱动串联调整管 M0SFET，将蓄电池的充电电流稳定在要求的数值，需要调整充电电流时，可改变Ii12的阻值。 蓄电池达到规定的电压值时，电压调整电路使控制器输出恒定电压。&、R7、IC2组成电压基 准电路，电阻民和二极管Vd3组成电压采样电路。采样电压与基准电压之差经运放IClA放 大后，驱动M0SFET，使蓄电池的充电电压稳定在规定数值。恒流脉冲放电控制电路如图3所示，IRS2541是一种LED降压型高压、高频、恒流 控制集成电路，^S2M1、Mp M2、L1, Covt等组成降压式开关稳流电路，Dboot, Cboot组成高端自 举电路，为高端开关管Ml提供驱动信号，LO低端驱动输出信号驱动M2,实现同步整流，这 样可以提高稳流电路的效率。稳压管DaAMP和电容器Cvra、Cvcc2组成稳压电路，为集成电路IRS2541提供稳压电源。RQV1、Rov2> CEN、Dw、Deni等组成使能电路，在使能端E输入脉冲方波 信号，IRS2541即可输出脉冲占空比与输入信号完全相同的恒流脉冲，使LED按一定脉冲占 空比闪光。Rcs为电流采样电阻，该电阻的压降加到顶32讨1的信号反馈端，与芯片内的基 准电压比较后，即可使降压变换器输出恒定电流。该电路输入直流电压可高达600V，该电路 还具有负载短路和开路保护等功能。如果需要交流供电，只需在输入端加入桥式整流电路 即可。
权利要求1.一种LED航标灯，包括太阳能光伏电池、充电控制电路、LED光源，其特征在于，还包 括由超级电容器和蓄电池并联构成的混合供电电路以及恒流脉冲放电控制电路，所述充电 控制电路接在光伏电池的输出端和混合供电电路的输入端之间，用于调整加载在混合供电 电路输入端的电流和电压，所述恒流脉冲放电控制电路接在所述混合供电电路的输出端与 LED阵列的两端之间。
2.根据权利要求1所述的LED航标灯，其特征还在于，所述恒流脉冲放电控制电路 由IRS2541芯片及其外围电路和方波脉冲发生电路构成，方波脉冲发生电路的输出端接在 IRS2541芯片的使能端。
专利摘要本实用新型公开了一种LED航标灯，该种LED航标灯包括太阳能光伏电池、充电控制电路、LED光源，还包括由超级电容器和蓄电池并联构成的混合供电电路以及恒流脉冲放电控制电路，所述充电控制电路接在光伏电池的输出端和混合供电电路的输入端之间，用于调整加载在混合供电电路输入端的电流和电压，所述恒流脉冲放电控制电路接在所述混合供电电路的输出端与LED阵列的两端之间，本实用新型提供的航标灯具有结构新颖、成本低、使用寿命长、节电效果好的特点。
文档编号F21S9/03GK201844339SQ20102053780
公开日2011年5月25日 申请日期2010年9月11日 优先权日2010年9月11日
发明者陈喜润 申请人:陈喜润