高強度節能二維光源的製作方法
2023-05-26 04:47:01 1
專利名稱：高強度節能二維光源的製作方法
技術領域：
本發明屬於電子技術領域，涉及照明裝置，尤其是涉及一種高強度節能二維光源。
背景技術：
目前市場對於高光效的產品需求量很大，然而LED光源技術的瓶頸現在還很難突破。LED光源目前難以達到大功率器件， 因此在照明應用時，使用大量小功率器件高密度集成，以此解決大光通問題。但是，高功率密度型集成使散熱問題難解決，造成光衰大，有效壽命短。另一方面，性價比太低，因此多年來LED大功率照明有價無市，很難打開市場。傳統的光源的技術缺陷主要在於1、工作穩定性不高，使用壽命較短；2、能源損耗大，經濟性較差。為此，人們進行了長期的探索，提出了各種各樣的解決方案。例如，中國專利文獻公開了一種LED與HID雙光源路燈[申請號CN200920271729. 7]，包括後罩、面框，光源燈體包括LED模組光源燈體和HID光源燈體，LED模組光源燈體光源為黃光發光二極體；LED模組光源燈體配合LED光源模組反射罩，HID光源燈體配合HID光源反射罩。上述方案在一定程度上提高了整體光源效果的顯色性，具有較強的實用性。但是仍然存在著不足之處例如，發光效率不高、使用壽命不夠長，能源損耗大。
發明內容
本發明的目的是針對上述問題，提供一種設計合理，結構簡單緊湊，自動化程度高，光通量大，使用壽命長的高強度節能二維光源。為達到上述目的，本發明採用了下列技術方案本高強度節能二維光源，包括LED光源和HID光源，其特徵在於，所述的LED光源和HID光源均與控制電路相連接，且LED光源和HID光源能在控制電路的控制下分別單獨工作或者同時工作。本光源採用LED光源和HID光源結合，智能控制二維自動配光，可以有效地提高LED光源處於大光通量。它可以在晚上12點後用LED光源，12點前可以讓HID光源發光，二種光源也可同時使用，從而大大的提高了發光效率，光源的使用壽命更長，更節省電能。高強度節能二維光源在85V-300V範圍都可使用，燈功率始終恆定不變(波動深度< 2% )，光輸出恆定不變，且電壓在85V以上O. 4S即時啟動，功率因數在O. 999以上，完全避免因電壓不穩和電源網質量導致功率變化損壞LED光源和HID光源。在上述的高強度節能二維光源中，所述的控制電路包括能夠與AC電源相連接的定時控制模塊，所述的定時控制模塊能夠控制LED光源和HID光源在設定的時間範圍內分別單獨工作或者同時工作。在上述的高強度節能二維光源中，所述的控制電路還包括連接在定時控制模塊上的LC濾波模塊，所述的LC濾波模塊與橋式整流模塊相連接，所述的LED光源和HID光源分別連接在橋式整流模塊上。在上述的高強度節能二維光源中，所述的橋式整流模塊通過恆流保護模塊與LED輸出模塊相連接，所述的LED光源連接在LED輸出模塊上；所述的橋式整流模塊上依次串聯有PFC功率因素控制模塊、PFC柵極驅動輸出模塊、電流輸出檢測模塊和運行頻率控制模塊，所述的運行頻率控制模塊上並聯有高端柵極驅動輸出模塊和低端柵極驅動輸出模塊，所述的高端柵極驅動輸出模塊和低端柵極驅動輸出模塊均與半橋高頻輸出模塊相連接，所述的HID光源連接在半橋高頻輸出模塊上。在上述的高強度節能二維光源中，所述的定時控制模塊通過並聯設置的LED照明控制模塊和HID照明控制模塊與LC濾波模塊相連接。在上述的高強度節能二維光源中，所述的定時控制模塊和LC濾波模塊之間還設有雷擊抑制保護模塊、靜電抑制保護模塊、浪湧電流保護模塊和輸入狀態過電壓保護模塊。
在上述的高強度節能二維光源中，所述的PFC功率因素控制模塊上連接有PFC誤差放大保護模塊和輸入諧波THD抑制保護模塊。在上述的高強度節能二維光源中，所述的PFC功率因素控制模塊和PFC柵極驅動輸出模塊之間連接有預熱變頻軟啟動模塊和最低頻率測試啟動模塊。本高強度節能二維光源採用變頻預熱軟啟動型鎮流器及多樣化配置。此光源能夠匹配所有電子鎮流器(如環型鎮流器、電感鎮器、電子鎮流器)。該電路具有滿足燈的所有工作條件，變頻軟啟動，燈絲開路和觸發失敗及無燈、輸出短路、整流效應等的故障保護，具有電壓輸入狀態過電壓保護等功能。在上述的高強度節能二維光源中，所述的電流輸出檢測模塊上連接有故障保護模塊、EOL保護模塊、燈壽終感測模塊和自動重啟模塊。在上述的高強度節能二維光源中，所述的運行頻率控制模塊上連接有驅動器邏輯控制模塊和死區時間可調模塊。由於工業機械在啟動和關閉瞬間會產生非常高的衝擊電壓，當一般節能燈與其在同一電網時，瞬間上升的電壓加在燈上會造成損壞。本高強度節能二維光源具有抗瞬間電壓衝擊保護電路，配備了專門的電路，使在交流輸入電壓跨零附近交流輸入電流的導通死角減小。優化電路的作用等效於交越失真縮減器。位於橋式整流器之後的高頻濾波電容，由於系統能量不能有效地傳輸，其將保持殘餘電壓，致使橋式整流器的二極體反向偏置，從而使交流輸入電流暫時停止。在設計中嵌入的THD降低電路，利用控制迴路能很好地處理交流輸入電壓過零附近的能量，減小高頻旁路電容上的殘存電壓，從而減小導通死角和交流輸入電流波形的畸變，達到降低THD (THD <8. 5%)的目的。IC集成電路內設置零電流開關(ZCS)技術，電感電流下降到零才開始下一次開關循環，因此開關管損耗小，升壓開關二極體的恢復損耗小，整個電路的效率高，從而達了開路保護、短路保護、燈管壽命結束保護、漏氣與破裂等異常狀況保護，因此在任何異常狀況下整流器會自動停整，保護與延長了整流器的使用壽命，能抗擊瞬間上千伏的衝擊電壓，減少故障率，電壓大幅度變化亮度不變、高功率因數、低諧波等優良性能。本高強度節能二維光源發光效率高(70-901m\w)、顯色性高(Ra = 85)、功率因數高(PF = O. 99以上)能在85-300V(AC)的電壓範圍內工作而亮度不變、功率、功率因數和低諧波(THD < 8. 5% )不變、壽命長。與現有的技術相比，本高強度節能二維光源的優點在於1、設計合理，結構簡單，光通量大，節能效果明顯，使用壽命長。2、二維自動配光，光源按照國家標準對配光的要求且呈二維曲面，大幅度提高燈具效率。3、自動化程度高，工作穩定性好，維護量小。
圖I是本發明提供的結構示意圖。圖中，LED光源I、HID光源2、AC電源3、定時控制模塊4、LC濾波模塊5、橋式整流模塊6、恆流保護模塊7、LED輸出模塊8、PFC功率因素控制模塊9、PFC柵極驅動輸出模塊10、電流輸出檢測模塊11、運行頻率控制模塊12、高端柵極驅動輸出模塊13、低端柵極驅動輸出模塊14、半橋高頻輸出模塊15、LED照明控制模塊16、HID照明控制模塊17、雷擊抑制保護模塊18、靜電抑制保護模塊19、浪湧電流保護模塊20、輸入狀態過電壓保護模塊21、PFC誤差放大保護模塊22、輸入諧波THD抑制保護模塊23、預熱變頻軟啟動模塊24、最低頻率測試啟動模塊25、故障保護模塊26、E0L保護模塊27、燈壽終感測模塊28、自動重啟模塊29、驅動器邏輯控制模塊30、死區時間可調模塊31。
具體實施例方式如圖I所示，本高強度節能二維光源包括LED光源I和HID光源2。LED光源I和HID光源2均與控制電路相連接，LED光源I和HID光源2能在控制電路的控制下分別單獨工作或者同時工作。更具體地說，控制電路包括能夠與AC電源3相連接的定時控制模塊4，定時控制模塊4能夠控制LED光源I和HID光源2在設定的時間範圍內分別單獨工作或者同時工作。控制電路還包括連接在定時控制模塊4上的LC濾波模塊5，LC濾波模塊5與橋式整流模塊6相連接，LED光源I和HID光源2分別連接在橋式整流模塊6上。橋式整流模塊6通過恆流保護模塊7與LED輸出模塊8相連接，LED光源I連接在LED輸出模塊8上。橋式整流模塊6上依次串聯有PFC功率因素控制模塊9、PFC柵極驅動輸出模塊10、電流輸出檢測模塊11和運行頻率控制模塊12。運行頻率控制模塊12上並聯有高端柵極驅動輸出模塊13和低端柵極驅動輸出模塊14，高端柵極驅動輸出模塊13和低端柵極驅動輸出模塊14均與半橋高頻輸出模塊15相連接，HID光源2連接在半橋高頻輸出模塊15上。定時控制模塊4通過並聯設置的LED照明控制模塊16和HID照明控制模塊17與LC濾波模塊5相連接。定時控制模塊4和LC濾波模塊5之間還設有雷擊抑制保護模塊18、靜電抑制保護模塊19、浪湧電流保護模塊20和輸入狀態過電壓保護模塊21。PFC功率因素控制模塊9上連接有PFC誤差放大保護模塊22和輸入諧波THD抑制保護模塊23。PFC功率因素控制模塊9和PFC柵極驅動輸出模塊10之間連接有預熱變頻軟啟動模塊24和最低頻率測試啟動模塊25。電流輸出檢測模塊11上連接有故障保護模塊26、EOL保護模塊27、燈壽終感測模塊28和自動重啟模塊29。運行頻率控制模塊12上連接有驅動器邏輯控制模塊30和死區時間可調模塊31。這裡的故障保護模塊26包括燈絲開路和觸發失敗及無燈、輸出短路、整流效應等的故障保護，此外具有電壓輸入狀態過電壓保護等功能。本光源採用LED光源和HID光源結合，智能控制二維自動配光，可以有效地提高LED光源處於大光通量。它可以在晚上12點後用LED光源，12點前可以讓HID光源發光，二種光源也可同時使用，從而大大的提高了發光效率，光源的使用壽命更長，更節省電能。高強度節能二維光源在85V-300V範圍都可使用，燈功率始終恆定不變(波動深度< 2% )，光輸出恆定不變，且電壓在85V以上O. 4S即時啟動，功率因數在O. 999以上，完全避免因電壓不穩和電源網質量導致功率變化損壞LED光源和HID光源。本高強度節能二維光源具有抗瞬間電壓衝擊保護電路，配備了專門的電路，使在交流輸入電壓跨零附近交流輸入電流的導通死角減小。優化電路的作用等效於交越失真縮減器。位於橋式整流器之後的高頻濾波電容，由於系統能量不能有效地傳輸，其將保持殘餘電壓，致使橋式整流器的二極體反向偏置，從而使交流輸入電流暫時停止。在設計中嵌入的THD降低電路，利用控制迴路能很好地處理交流輸入電壓過零附近的能量，減小高頻旁路電容上的殘存電壓，從而減小導通死角和交流輸入電流波形的畸變，達到降低THD(THD<8.5%)的目的。IC集成電路內設置零電流開關(ZCS)技術，電感電流下降到零才開始下一次開關循環，因此開關管損耗小，升壓開關二極體的恢復損耗小，整個電路的效率高，從而達了開路保護、短路保護、燈管壽命結束保護、漏氣與破裂等異常狀況保護，因此在任何異常狀況下整流器會自動停整，保護與延長了整流器的使用壽命，能抗擊瞬間上千伏的衝擊電壓，減少故障率，電壓大幅度變化亮度不變、高功率因數、低諧波等優良性能。
本高強度節能二維光源發光效率高(70-901m\w)、顯色性高(Ra = 85)、功率因數高(PF = O. 99以上)能在85-300V(AC)的電壓範圍內工作而亮度不變、功率、功率因數和低諧波(THD < 8. 5% )不變、壽命長。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替代，但並不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的範圍。儘管本文較多地使用了 LED光源I、HID光源2、AC電源3、定時控制模塊4、LC濾波模塊5、橋式整流模塊6、恆流保護模塊7、LED輸出模塊8、PFC功率因素控制模塊9、PFC柵極驅動輸出模塊10、電流輸出檢測模塊11、運行頻率控制模塊12、高端柵極驅動輸出模塊13、低端柵極驅動輸出模塊14、半橋高頻輸出模塊15、LED照明控制模塊16、HID照明控制模塊17、雷擊抑制保護模塊18、靜電抑制保護模塊19、浪湧電流保護模塊20、輸入狀態過電壓保護模塊21、PFC誤差放大保護模塊22、輸入諧波THD抑制保護模塊23、預熱變頻軟啟動模塊24、最低頻率測試啟動模塊25、故障保護模塊26、E0L保護模塊27、燈壽終感測模塊28、自動重啟模塊29、驅動器邏輯控制模塊30、死區時間可調模塊31等術語，但並不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發明的本質；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發明精神相違背的。
權利要求
1.一種高強度節能二維光源，包括LED光源(I)和HID光源(2)，其特徵在於，所述的LED光源(I)和HID光源(2)均與控制電路相連接，且LED光源(I)和HID光源(2)能在控制電路的控制下分別單獨工作或者同時工作。
2.根據權利要求I所述的高強度節能二維光源，其特徵在於，所述的控制電路包括能夠與AC電源(3)相連接的定時控制模塊(4)，所述的定時控制模塊(4)能夠控制LED光源(I)和HID光源(2)在設定的時間範圍內分別單獨工作或者同時工作。
3.根據權利要求2所述的高強度節能二維光源，其特徵在於，所述的控制電路還包括連接在定時控制模塊(4)上的LC濾波模塊(5)，所述的LC濾波模塊(5)與橋式整流模塊(6)相連接，所述的LED光源(I)和HID光源(2)分別連接在橋式整流模塊(6)上。
4.根據權利要求3所述的高強度節能二維光源，其特徵在於，所述的橋式整流模塊(6)通過恆流保護模塊(7)與LED輸出模塊(8)相連接，所述的LED光源(I)連接在LED輸出模塊(8)上；所述的橋式整流模塊(6)上依次串聯有PFC功率因素控制模塊(9)、PFC柵極驅動輸出模塊(10)、電流輸出檢測模塊(11)和運行頻率控制模塊(12)，所述的運行頻率控制模塊(12)上並聯有高端柵極驅動輸出模塊(13)和低端柵極驅動輸出模塊(14)，所述的高端柵極驅動輸出模塊(13)和低端柵極驅動輸出模塊(14)均與半橋高頻輸出模塊(15)相連接，所述的HID光源(2)連接在半橋高頻輸出模塊(15)上。
5.根據權利要求3或4所述的高強度節能二維光源，其特徵在於，所述的定時控制模塊(4)通過並聯設置的LED照明控制模塊(16)和HID照明控制模塊(17)與LC濾波模塊(5)相連接。
6.根據權利要求5所述的高強度節能二維光源，其特徵在於，所述的定時控制模塊(4)和LC濾波模塊(5)之間還設有雷擊抑制保護模塊(18)、靜電抑制保護模塊(19)、浪湧電流保護模塊(20)和輸入狀態過電壓保護模塊(21)。
7.根據權利要求4所述的高強度節能二維光源，其特徵在於，所述的PFC功率因素控制模塊(9)上連接有PFC誤差放大保護模塊(22)和輸入諧波THD抑制保護模塊(23)。
8.根據權利要求4所述的高強度節能二維光源，其特徵在於，所述的PFC功率因素控制模塊(9)和PFC柵極驅動輸出模塊(10)之間連接有預熱變頻軟啟動模塊(24)和最低頻率測試啟動模塊(25)。
9.根據權利要求4所述的高強度節能二維光源，其特徵在於，所述的電流輸出檢測模塊(11)上連接有故障保護模塊(26)、EOL保護模塊(27)、燈壽終感測模塊(28)和自動重啟模塊(29)。
10.根據權利要求4所述的高強度節能二維光源，其特徵在於，所述的運行頻率控制模塊(12)上連接有驅動器邏輯控制模塊(30)和死區時間可調模塊(31)。
全文摘要
本發明提供了一種高強度節能二維光源，屬於電子技術領域。它解決了現有的LED光源工作穩定性低、使用壽命短、能源損耗大，經濟性較差的問題。本高強度節能二維光源包括LED光源和HID光源，所述的LED光源和HID光源均與控制電路相連接，且LED光源和HID光源能在控制電路的控制下分別單獨工作或者同時工作。本高強度節能二維光源具有節能效果好、使用壽命長、燈具效率高、工作穩定性好的優點。
文檔編號H05B35/00GK102958215SQ201110240848
公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月16日 優先權日2011年8月16日
發明者張臻 申請人:浙江深度光電科技有限公司