CN203206563U - 直流低压双推注锁发光二极管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双推注锁发光二极管LED阵列灯。两个自振荡芯片4、6共接定时阻容元件R2、C4，同步振荡，自振荡芯片4及推挽逆变器A输出功率变压器T1与自振荡芯片6及推挽逆变器B输出功率变压器T2由相加耦合器，功率合成馈送发光二极管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4、6的RC振荡器锁定相位，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、大电流供电的发光二极管LED阵列灯照明场合。

Description

直流低压双推注锁发光二极管LED阵列灯
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双推注锁发光二极管LED阵列灯。
背景技术
现有技术电子变压器通用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，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器件电流，而致使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不一致，非线性互影响功率不均衡，有待于技术改进。
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双推注锁发光二极管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、基准晶振、分频器、两个自振荡芯片、推挽逆变器A、推挽逆变器B、相加耦合器T3、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电阻偏置，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RC振荡器、推挽逆变驱动电路、灯故障保护控制器SD，两个自振荡芯片RC振荡器共接电阻R2、电容C4同步振荡，输出分别经推挽逆变驱动电路连接均由两个大功率MOS场效应管组成的推挽逆变器A、推挽逆变器B，自振荡芯片及推挽逆变器A输出功率变压器T1电感L2与自振荡芯片及推挽逆变器B输出功率变压器T2电感L5由相加耦合器T3电感L6功率合成，电感L7经全波整流电路、灯管电路匹配发光二极管LED阵列灯，基准晶振信号经分频器注入两个自振荡芯片RC振荡器CT端锁定相位，灯管电路灯异常检测信号接入两个自振荡芯片灯故障保护控制器SD，直流低压电源接基准晶振、分频器、自振荡芯片及推挽逆变器A、自振荡芯片及推挽逆变器B的电源端；
其中，全波整流电路由两个大功率MOS场效应管源极接相加耦合器T3电感L7两端，栅极接偏置电阻，源极、漏极并联整流二极管，两管漏极并接为全波整流输出，电感L7中心抽头穿入灯电流检测互感磁环接地，电感L8接二极管VD3检波，电容C9、电阻R14滤波经电阻接两个自振荡芯片灯故障保护控制器SD。
本实用新型产生积极效果：解决直流低电压、大电流双推挽逆变振荡高稳频相位同步功率合成，达到单个自振荡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直流低压双推注锁发光二极管LED阵列灯电路
具体实施方式
参照图1、2、3(图3以自振荡芯片及推挽放大器A为例，自振荡芯片及推挽放大器B与A相同)，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10、基准晶振2、分频器3、两个自振荡芯片4、6、推挽逆变器A5、推挽逆变器B7、相加耦合器T38、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电阻R1偏置，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，自振荡芯片IC4IR2157内含RC振荡器、推挽逆变驱动电路、灯故障保护控制器SD，两个自振荡芯片4、6的RC振荡器共接电阻R2、电容C4同步振荡，输出分别经推挽逆变驱动电路连接均由两个功率MOS场效应管Q1、Q2组成的推挽逆变器A5、推挽逆变器B7，自振荡芯片4及推挽逆变器A5输出功率变压器T1电感L2与自振荡芯片6及推挽逆变器B7输出功率变压器T2电感L5由相加耦合器T38电感L6功率合成，电感L7经全波整流电路9、灯管电路11匹配发光二极管LED阵列灯10，基准晶振2信号经分频器3的f0注入两个自振荡芯片4、6的RC振荡器CT端锁定相位，灯管电路11灯异常检测信号接入两个自振荡芯片4、6灯故障保护控制器SD，直流低压电源1连接基准晶振2、分频器3、自振荡芯片4及推挽逆变器A5、自振荡芯片6及推挽逆变器B7的电源端+V。
IC4引脚符号功能：VCC电源端，CT接振荡器定时电容C4，RT接振荡器定时电阻R2，HO驱动Q1，LO驱动Q2，CS电流检测，SD灯故障关闭振荡保护控制，COM接地。
自振荡芯片IC4电源VCC由电阻R11降压，电容C7滤波供给产生振荡，经HO、LO驱动推挽逆变器，大功率MOS管Q1、Q2轮流导通、截止半周，输出功率由相加耦合器与推挽逆变器B输出功率合成。
两个逆变器功率合成拖动大功率灯具，扩容可靠，但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。
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，只是结构和工作过程不同，适于功率合成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，延长使用寿命。
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。基准晶振石英谐振器品质因数高，频率受温度变化极小，高度稳定作为锁定基准参考信号。
基准信号经分频注入自振荡芯片CT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比，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RC振荡器共接电阻R2、电容C4同步振荡，锁定时间快。
相加耦合器T3电感L6将双推输出功率变压器T1、T2电感L2、L5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，两个电流相等时平衡电阻R9无功率损耗。
全波整流电路两个功率MOS场效应管Q3、Q4并联二极管VD1、VD2减小整流电阻，降低损耗，提高整流效率，输出电压纹波低发光稳定。电阻R10、R11、R12、R13提供偏置。
灯管异常电流互感磁环电感L8电压二极管VD3检波，电容C9、电阻R14滤波经电阻R7、R8接入两个自振荡芯片灯故障保护控制器SD，快速停振RC振荡器，关断保护双推挽逆变器功率管，免受损坏。灯异常功率管大电流通过电阻R6压降经电阻R4、电容C8开启自振荡芯片CS端控制停振保护逆变功率管。
实施例直流电源电压30V，逆变电流3A，双推输出功率合成匹配75W发光二极管LED阵列灯RL，逆变效率83％，灯光稳定，使用寿命长。

Claims (2)

1.一种直流低压双推注锁发光二极管LED阵列灯，包括直流低压电源、发光二极管LED阵列灯，其特征在于：还包括基准晶振、分频器、两个自振荡芯片、推挽逆变器A、推挽逆变器B、相加耦合器T3、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电阻偏置，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RC振荡器、推挽逆变驱动电路、灯故障保护控制器SD，两个自振荡芯片RC振荡器共接电阻R2、电容C4同步振荡，输出分别经推挽逆变驱动电路连接均由两个大功率MOS场效应管组成的推挽逆变器A、推挽逆变器B，自振荡芯片及推挽逆变器A输出功率变压器T1电感L2与自振荡芯片及推挽逆变器B输出功率变压器T2电感L5由相加耦合器T3电感L6功率合成，电感L7经全波整流电路、灯管电路匹配发光二极管LED阵列灯，基准晶振信号经分频器注入两个自振荡芯片RC振荡器CT端锁定相位，灯管电路灯异常检测接入两个自振荡芯片灯故障保护控制器SD，直流低压电源接基准晶振、分频器、自振荡芯片及推挽逆变器A、自振荡芯片及推挽逆变器B的电源端。
2.根据权利要求1所述的直流低压双推注锁发光二极管LED阵列灯，其特征在于：全波整流电路由两个大功率MOS场效应管源极接相加耦合器T3电感L7两端，栅极接偏置电阻，源极、漏极并联整流二极管，两管漏极并接为全波整流输出，电感L7中心抽头穿入灯电流检测互感磁环接地，电感L8接二极管VD3检波，电容C9、电阻R14滤波经电阻接两个自振荡芯片灯故障保护控制器SD。
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CN104105257A (zh) * 2013-04-15 2014-10-15 张妙娟 直流低压双推注锁发光二极管led阵列灯

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