CN203181316U - 直流低压电源注锁发光二极管led阵列灯 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电光源照明技术领域,具体是一种直流低压电源注锁发光二极管LED阵列灯。包括发光二极管LED阵列灯、直流低压电源、基准晶振、振荡驱动芯片、推挽放大器、推挽振荡器、相加耦合器、全波整流电路、灯管异常电流检测器,振荡驱动芯片输出接推挽放大器,经变压器T1与推挽振荡器变压器T3反相馈入相加耦合器,功率合成经全波整流电路接灯管,基准晶振信号经分频器注入振荡驱动芯片RC振荡器锁定相位,推挽放大器变压器T1与推挽振荡器变压器T3功率合成互耦注锁频率牵引相干同步锁定相位获取大功率照射,避免器件温升过高振荡频率变化功率失衡灯光下降。适用于直流低电压、大电流供电的大功率发光二极管LED阵列灯商业装饰广告。
Description
技术领域
本实用新型涉及电光源照明技术领域,具体是一种直流低压电源注锁发光二极管LED阵列灯。
背景技术
现有技术通常用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稳定光强下降,尤其直流电源供电工作在低电压、大电流,虽然结构简便,成本低。由于电源电压低,要得到大功率照明势必增大电流,而振荡功率管功耗剧增温升过高导致振荡频率变化,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。授权公告号CN202004654U双推振荡逆变功率合成拖动发光二极管LED阵列灯,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,以克服非线性互调功率不均衡。
发明内容
本实用新型的目的是提供直流低电压大电流供电,逆变振荡高稳频相位同步的一种直流低压电源注锁发光二极管LED阵列灯。
本实用新型技术解决方案为:包括直流低压电源、发光二极管LED阵列灯管、基准晶振、分频器、振荡驱动芯片、推挽放大器、推挽振荡器、相加耦合器、全波整流电路、灯管异常电流检测器,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,振荡驱动芯片内含RC振荡器、推挽放大驱动电路、电流检测CS、灯故障控制SD,RC振荡器外接电阻R2、电容C4产生振荡,输出经推挽放大驱动电路接推挽放大器两个大功率MOS场效应管Q1、Q2栅极,Q1、Q2漏极并接变压器T1电感L1两端,振荡驱动芯片电源端经电阻R7降压电容C8旁路和电感L1中点经电感L3、电容C7旁路接直流低压电源,Q2源极串联电阻R6接地,经电阻R4、电容C6接振荡驱动芯片CS,推挽振荡器由两个大功率MOS场效应管Q3、Q4漏极接变压器T3电感L4两端,Q3、Q4栅极接变压器T2电感L8两端,电感L8中点并联源极接地场效应管Q5漏极及电阻R8、R14,电感L7、电阻R10与变压器T3电感L5闭合,电感L4中点经电感L9和电容C9接直流低压电源,Q3、Q4源极经接地电阻R9压降取样电流连接电阻R11,电阻R11和灯管异常电流检测器信号接场效应管Q5栅极,灯管异常电流检测器信号接振荡驱动芯片灯故障控制SD,推挽放大器输出功率变压器T1与推挽振荡器输出功率变压器T3由相加耦合器功率合成、经全波整流电路接发光二极管LED阵列灯,基准晶振信号经分频器注入振荡驱动芯片RC振荡器CT端锁定相位,由推挽放大器变压器T1与推挽振荡器变压器T3在相加耦合器功率合成互耦注锁频率牵引相干同步锁定相位,直流低压电源接基准晶振、分频器电源端;
其中,全波整流电路由相加耦合器T4电感L11两端接大功率MOS场效应管Q6、Q7源极,源极、漏极并联整流二极管,漏极并接作为全波整流输出端,栅极接偏置电阻,电感L11中点穿过灯管异常电流检测器互感磁环接地,电感L12接二极管VD3检波,电容C11、电阻R15滤波经电阻R13接振荡驱动芯片灯故障控制SD,经电阻R12电容C10接场效应管Q5栅极;
本实用新型产生积极效果:解决直流低电压、大电流供电自激和它激双推逆变振荡高稳频相位同步功率合成,达到单个自激或它激推挽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。
附图说明
图1本实用新型技术方案原理框图
图2基准晶振电路
图3直流低压电源注锁发光二极管LED阵列灯电路
具体实施方式
参照图1、2、3,本实用新型具体实施方式和实施例:包括直流低压电源1、发光二极管LED阵列灯管9,基准晶振2、分频器3、振荡驱动芯片4、推挽放大器5、推挽振荡器6、相加耦合器7、全波整流电路8、灯管异常电流检测器10,其中,基准晶振2由石英晶体谐振器JT、两个反相器IC1、IC2及电阻R1、电容C0、C1、C2组成,第一个反相器IC1输入与输出两端跨接偏置电阻R1,并分别并接接地电容C1、C2,同时,还跨接串联微调电容C0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,振荡驱动芯片4,即IC4IR2156内含RC振荡器、推挽放大驱动电路、电流检测CS、灯故障控制SD,RC振荡器外接电阻R2、电容C4产生振荡,输出经推挽放大驱动电路接推挽放大器5两个大功率MOS场效应管Q1、Q2栅极,Q1、Q2漏极并接变压器T1电感L1两端,振荡驱动芯片4电源端VCC经电阻R7降压电容C8旁路和电感L1中点经电感L3、电容C7旁路接直流低压电源+V,Q2源极串联电阻R6接地,经电阻R4、电容C6接振荡驱动芯片4的CS,推挽振荡器6由两个大功率MOS场效应管Q3、Q4漏极接变压器T3电感L4两端,Q3、Q4栅极接变压器T2电感L8两端,电感L8中点并联源极接地场效应管Q5漏极及偏置电阻R8、R14,电感L7、电阻R10与变压器T3电感L5闭合,电感L4中点经电感L9和旁路电容C9接直流低压电源+V,Q3、Q4源极经接地电阻R9压降取样电流连接电阻R11,电阻R11和灯管异常电流检测器10信号接场效应管Q5栅极,灯管异常电流检测器10信号接振荡驱动芯片灯故障控制SD,推挽放大器5输出功率变压器T1与推挽振荡器6输出功率变压器T3由相加耦合器7功率合成、经全波整流电路8接发光二极管LED阵列灯9,基准晶振2信号经分频器3注入振荡驱动芯片4的RC振荡器CT端锁定相位,由推挽放大器5变压器T1与推挽振荡器6变压器T3在相加耦合器7功率合成互耦注锁频率牵引相干同步锁定相位,直流低压电源1接基准晶振2、分频器3电源端。
IC4引脚符号功能:VCC电源端,CT接振荡定时电容C4,RT接振荡定时电阻R2,HO驱动Q1,LO驱动Q2,CS电流检测,SD灯故障保护控制,COM接地。
振荡驱动芯片IC4电源端VCC由电阻R7降压,电容C8滤波供给产生振荡,它激振荡驱动推挽放大器Q1、Q2,轮流导通、截止半周;推挽振荡器自激振荡Q3、Q4轮流导通、截止半周,双推输出功率经相加耦合器叠加合成拖动大功率灯具,扩容可靠,但要求两个振荡电压相位一致,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。
基准晶振石英谐振器频率受温度变化极小,高度稳定。基准信号经分频器注入振荡驱动芯片锁定相位。未注入基准信号振荡驱动芯片IC4的RC振荡器自由频率,注入基准信号RC振荡电压与其矢量合成,通过RC振荡器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比,与RC振荡器有载Q值反比,由于基准信号注入在输入端,增益高,小功率锁定。分频器IC3二进制或十进制计数器分频。
注入锁相无需压控调谐、鉴相和环路滤波,因此结构简单,附加成本低。注入锁相本质上与环路锁相没差别,性能优越,相加耦合器叠加推挽放大器和推挽振荡器输出功率合成,“紧密捆绑”互耦注锁效应推挽放大器牵引推挽振荡器频率相干同步锁定相位,适于功率合成灯具稳定振荡频率相位同步,避免器件温升过高功率失衡,稳定灯光延长使用寿命。
相加耦合器T4电感L10将两个推挽输出功率变压器T1、T3电感L2、L6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R20无功率损耗。
推挽振荡器T2、T3双变压器振荡,输出变压器T3不饱和,功效高。谐振频率调L4,振荡反馈调电阻R10或电感L5,调整频率和反馈互不牵连。
灯异常电流磁环电感L12电压二极管VD3检波,电阻R15、电容C11滤波经电阻R12,电容C10使Q5导通,推挽振荡器功率管Q3、Q4截止;振荡驱动芯片IC4灯故障控制器SD控制停振,保护推挽放大器Q1、Q2。同时,灯异常电流电阻R6压降经电阻R4、电容C6使芯片IC4电流检测CS开启保护Q1、Q2;灯异常电流电阻R9压降经电阻R11、电容C10进而使Q5导通,双重保护Q3、Q4。
全波整流电路大功率MOS场效应管Q6、Q7并联二极管VD1、VD2减小整流电阻,降低损耗,提高整流效率,输出的电压纹波低,灯光稳定。
实施例电源电压30V,逆变电流2.5A,点燃65W发光二极管LED阵列灯RL,效率86%,昼夜开灯商业装饰广告,功率管温升在允许值内,使用寿命长。
Claims (2)
1.一种直流低压电源注锁发光二极管LED阵列灯,包括直流低压电源、发光二极管LED阵列灯管,其特征在于:还包括基准晶振、分频器、振荡驱动芯片、推挽放大器、推挽振荡器、相加耦合器、全波整流电路、灯管异常电流检测器,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,振荡驱动芯片内含RC振荡器、推挽放大驱动电路、电流检测CS、灯故障控制SD,RC振荡器外接电阻R2、电容C4产生振荡,输出经推挽放大驱动电路接推挽放大器两个大功率MOS场效应管Q1、Q2栅极,Q1、Q2漏极并接变压器T1电感L1两端,振荡驱动芯片电源端经电阻R7降压电容C8旁路和电感L1中点经电感L3、电容C7旁路接直流低压电源,Q2源极串联电阻R6接地,经电阻R4、电容C6接振荡驱动芯片CS,推挽振荡器由两个大功率MOS场效应管Q3、Q4漏极接变压器T3电感L4两端,Q3、Q4栅极接变压器T2电感L8两端,电感L8中点并联源极接地场效应管Q5漏极及电阻R8、R14,电感L7、电阻R10与变压器T3电感L5闭合,电感L4中点经电感L9和旁路电容C9接直流低压电源,Q3、Q4源极经接地电阻R9压降取样电流连接电阻R11,电阻R11和灯管异常电流检测器信号接场效应管Q5栅极,灯管异常电流检测器信号接振荡驱动芯片灯故障控制SD,推挽放大器输出功率变压器T1与推挽振荡器输出功率变压器T3由相加耦合器功率合成、经全波整流电路接发光二极管LED阵列灯,基准晶振信号经分频器注入振荡驱动芯片RC振荡器CT端锁定相位,由推挽放大器变压器T1与推挽振荡器变压器T3在相加耦合器功率合成互耦注锁频率牵引相干同步锁定相位,直流低压电源接基准晶振、分频器电源端。
2.根据权利要求1所述的直流低压电源注锁发光二极管LED阵列灯,其特征在于:全波整流电路由相加耦合器T4电感L11两端接大功率MOS场效应管Q6、Q7源极,源极、漏极并联整流二极管,漏极并接作为全波整流输出端,栅极接偏置电阻,电感L11中点穿过灯管异常电流检测器互感磁环接地,电感L12接二极管VD3检波,电容C11、电阻R15滤波经电阻R13接振荡驱动芯片灯故障控制SD,经电阻R12、电容C10接场效应管Q5栅极。
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