一種具有無線通訊功能的大功率led路燈電源電路系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】
(一)技術(shù)領(lǐng)域:
[0001]本實(shí)用新型涉及大功率燈光照明領(lǐng)域，特別是涉及一種具有無線通訊功能的大功率LED路燈電源電路系統(tǒng)。
(二)【背景技術(shù)】:
[0002]目前，照明消耗占整個電力消耗的20%左右，節(jié)約能源的一個重要途徑就是大量地降低照明用電。被譽(yù)為“照亮未來的技術(shù)” LED (發(fā)光二極管，light emitting d1de)，從根本上為“綠色照明”點(diǎn)燃了光輝，成為引領(lǐng)21世紀(jì)最有價值的新一代光源。LED的出現(xiàn)和迅速發(fā)展，不僅將會逐漸的替代白熾燈等傳統(tǒng)照明方式而成為市場主導(dǎo)，而且為照明技術(shù)迎來了革命性的發(fā)展機(jī)遇，進(jìn)而在一定程度上改善著人類的生活方式和推動著了社會文明的進(jìn)步，白光LED光源的成功研制，使得LED從之前的指示和景觀照明光源進(jìn)入到市場更為廣闊的民用照明光源，以替代傳統(tǒng)的白熾燈、日光燈、氣體放電燈等光源。與白熾燈等傳統(tǒng)光源相比較，顯著的優(yōu)勢就節(jié)能和環(huán)保的特性。但是LED路燈雖然被稱為固態(tài)冷光源，但實(shí)際上只有約20% -30%的電能轉(zhuǎn)化為光能，而另外70% -80%的能量都要產(chǎn)生熱量，且與白熾燈不同，過高的溫度對白熾燈燈絲的發(fā)光影響不大(白熾燈燈絲溫度可達(dá)幾千度)，但LED芯片的性能受溫度的影響極大，過高溫度會使芯片產(chǎn)生嚴(yán)重的光衰，導(dǎo)致LED壽命急劇下降，所以本實(shí)用新型發(fā)明提出一種大功率LED路燈電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，該系統(tǒng)通過GSM/GPRS(移動通信全球系統(tǒng)global system of mobile communicat1ns/通用分組無線業(yè)務(wù)General Packet Rad1 Service)通訊電路接收路燈開關(guān)命令、氣象條件等信息，并根據(jù)收到的氣象信息以及檢測到的路燈內(nèi)部散熱器表面溫度進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)，并防止LED過熱情況發(fā)生。
(三)【實(shí)用新型內(nèi)容】:
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種具有無線通訊功能的大功率LED路燈電源電路系統(tǒng)，它可以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，是一種結(jié)構(gòu)簡單、通訊方便、安全可靠的大功率LED路燈電源電路系統(tǒng)。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案:一種具有無線通訊功能的大功率LED路燈電源系統(tǒng)，其特征在于它包括LLC(Logical Link Control--邏輯鏈路控制)諧振變換器主電路單元、
DSP(數(shù)字信號處理器--Digital Signal Processor)控制電路單元及通訊電路單元；其中，由基于DSP的控制電路控制LLC諧振變換器主電路輸出幅值可調(diào)的電壓，調(diào)節(jié)照明功率；所述LLC諧振變換器主電路單元將電能由交流電變換為幅值可調(diào)的直流電信號；所述DSP控制電路單元通過通訊電路單元接收路燈開關(guān)、環(huán)境亮度、氣象條件信息，并根據(jù)收到的氣象信息以及檢測到的路燈電源散熱器表面溫度進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)，將亮度信號發(fā)送給LED路燈。
[0005]所述LLC諧振變換器主電路單元采用半橋式電路結(jié)構(gòu)；所述半橋LLC諧振變換器是由開關(guān)電路、諧振電路和輸出電路構(gòu)成；其連接為常規(guī)連接。
[0006]所述開關(guān)電路由兩只分別帶體二極管VDl和和VD2及寄生電容Cl和C2的功率MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor)開關(guān)管SI和功率MOSFET開關(guān)管S2構(gòu)成；所述功率MOSFET開關(guān)管SI和功率MOSFET開關(guān)管S2相互串聯(lián)；其輸出端與諧振電路連接。
[0007]所述諧振電路由諧振電容Cs、諧振電感Lr和勵磁電感Lm組成；所述諧振電容Cs同時也是隔直電容；所述勵磁電感Lm的一端連接兩個功率MOSFET開關(guān)管連接的中點(diǎn)，一端連接諧振電容Cs ;所述諧振電容Cs的另一端與輸出電路連接；所述勵磁電感Lm是變壓器初次繞組的電感；所述諧振電容Cs參與諧振的同時，也起到隔直電容的作用。
[0008]所述輸出電路由二極管D1、二極管D2、濾波電容C。和負(fù)載電阻I組成；其中二極管Dl和二極管D2構(gòu)成整流電路，CO為濾波電容與負(fù)載電阻Rl并聯(lián)。
[0009]所述DSP控制電路單元是由DSP最小系統(tǒng)、散熱器溫度檢測電路、RS232接口電路和隔離驅(qū)動電路組成；所述DSP最小系統(tǒng)包括DSP芯片電路、電源模塊電路、震蕩電路、JTAG接口電路組成；所述散熱器溫度檢測電路采用TC77集成溫度傳感器芯片電路；所述電源模塊電路式提供12V和3.3V的電源。
[0010]所述DSP芯片電路是由數(shù)字信號控制器Ul芯片TMS320F28027、U2接口芯片SP3232EEY 的 RS-232 和 EEPROM 雙線串行 U3 芯片 AT24C512N-10S1-2.7 構(gòu)成。
[0011]所述通訊電路單元是GSM/GPRS通訊電路或ZigBee通訊電路。
[0012]所述GSM/GPRS通訊電路是由天線和GSM/GPRS通訊模塊構(gòu)成；所述天線采用鞭狀天線，將接收到的LED路燈電源的控制信號發(fā)送給GSM/GPRS通訊模塊；所述GSM/GPRS通訊模塊與DSP控制電路單元的RS232接口電路呈雙向連接。
[0013]所述GSM/GPRS模塊是法國Wavecom公司的帶有AT指令功能的Q2406B芯片實(shí)現(xiàn)通訊功能。
[0014]所述ZigBee通訊電路是由天線和CC2530ZigBee協(xié)議芯片單元電路、RS232通訊電路構(gòu)成；所述天線采用鞭狀天線，將接收到的LED路燈電源的控制信號發(fā)送給CC2530ZigBee協(xié)議芯片單元電路；所述RS232通訊電路選用SP3232接口電路芯片。
[0015]所述隔離驅(qū)動電路，是由隔離脈沖式變壓器、三極管、二極管、電阻、電容構(gòu)成；所述三極管是由三極管NPNl和三極管NPN2組成，分別由12V電源電壓為其供電；所述隔離脈沖式變壓器原邊采用推挽式電路結(jié)構(gòu)，副邊是兩個對稱的線圈；三極管NPNl與三極管NPN2成對稱連接，輪流導(dǎo)通。
[0016]本實(shí)用新型的工作原理:由GSM/GPRS通訊電路(或由ZigBee通訊電路)接收氣象信息，并通過RS232接口電路傳輸給DSP控制電路單元，DSP控制電路單元讀取散熱器溫度檢測電路檢測到的路燈內(nèi)部散熱器表面溫度，根據(jù)收到的氣象信息以及檢測到的路燈內(nèi)部散熱器表面溫度進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)，亮度調(diào)節(jié)方式是指若:環(huán)境溫度高則減小照明電壓；若散熱器溫度過高則減小照明電壓；環(huán)境溫度正常且散熱器溫度正常則照明電壓可以達(dá)到額定值；電壓調(diào)節(jié)是通過控制LLC諧振變換器主電路開關(guān)電路的開關(guān)周期實(shí)現(xiàn)的。
[0017]此外，三極管NPNl與三極管NPN2接成對稱關(guān)系，輪流導(dǎo)通不會發(fā)生同時導(dǎo)通的現(xiàn)象；當(dāng)三極管NPNl導(dǎo)通時，隔離脈沖式變壓器原邊繞組與副邊上側(cè)繞組耦合，關(guān)斷時原邊繞組向副邊繞組釋放能量；NPN2同理。這樣的電路結(jié)構(gòu)可以使得兩個功率開關(guān)管獲得較大的功率輸出，足以驅(qū)動上下MOSFET管。
[0018]本實(shí)用新型的優(yōu)越性:1、可實(shí)現(xiàn)照明亮度調(diào)節(jié)；2、通過GSM/GPRS或ZigBee通訊電路接收路燈開關(guān)命令、氣象條件等信息，并根據(jù)收到的氣象信息以及檢測到的路燈內(nèi)部散熱器表面溫度進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)，并防止LED過熱情況發(fā)生。
(四)【附圖說明】:
[0019]圖1為本實(shí)用新型所涉一種具有無線通訊功能的大功率LED路燈電源電路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本實(shí)用新型所涉一種具有無線通訊功能的大功率LED路燈電源電路系統(tǒng)中LLC諧振變換器主電路單元的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3為本實(shí)用新型所涉一種具有無線通訊功能的大功率LED路燈電源電路系統(tǒng)中DSP控制電路單元的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4為本實(shí)用新型所涉一種具有無線通訊功能的大功率LED路燈電源電路系統(tǒng)中驅(qū)動電路原理示意圖。
[0023]圖5為本實(shí)用新型所涉一種具有無線通訊功能的大功率LED路燈電源電路系統(tǒng)中ZigBee通訊電路的原理示意圖。
[0024]圖6為本實(shí)用新型所涉一種具有無線通訊功能的大功率LED路燈電源電路系統(tǒng)的控制主流程框圖。
(五)【具體實(shí)施方式】:
[0025]實(shí)施例:一種具有無線通訊功能的大功率LED路燈電源系統(tǒng)(見圖1)，其特征在于它包括LLC諧振變換器主電路單元、DSP控制電路單元及通訊電路單元；其中，由基于DSP的控制電路控制LLC諧振變換器主電路輸出幅值可調(diào)的電壓，調(diào)節(jié)照明功率；所述LLC諧振變換器主電路單元將電能由交流電變換為幅值可調(diào)的直流電信號；所述DSP控制電路單元通過通訊電路單元接收路燈開關(guān)、環(huán)境亮度、氣象條件信息，并根據(jù)收到的氣象信息以及檢測到的路燈電源散熱器表面溫度進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)，將亮度信號發(fā)送給LED路燈。
[0026]所述LLC諧振變換器主電路單元采用半橋式電路結(jié)構(gòu)(見圖2);所述半橋LLC諧振變換器是由開關(guān)電路、諧振電路和輸出電路構(gòu)成；其連接為常規(guī)連接。
[0027]所述開關(guān)電路由兩只分別帶體二極管VDl和和VD2及寄生電容Cl和C2的功率MOSFET開關(guān)管SI和功率MOSFET開關(guān)管S2構(gòu)成；所述功率MOSFET開關(guān)管SI和功率MOSFET開關(guān)管S2相互串聯(lián)；其輸出端與諧振電路連接(見圖2)。
[0028]所述諧振電路由諧振電容Cs、諧振電感Lr和勵磁電感Lm組成；所述諧振電容Cs同時也是隔直電容；所述勵磁電感Lm的一端連接兩個功率MOSFET開關(guān)管連接的中點(diǎn)，一端連接諧振電容Cs ;所述諧振電容Cs的另一端與輸出電路連接；所述勵磁電感Lm是變壓器初次繞組的電感；所述諧振電容Cs參與諧振的同時，也起到隔直電容的作用(見圖2)。
[0029]所述輸出電路由二極管D1、二極管D2、濾波電容C。和負(fù)載電阻I組成；其中二極管Dl和二極管D2構(gòu)成整流電路，CO為濾波電容與負(fù)載電阻&并聯(lián)(見圖2)。
[0030]所述DSP控制電路單元是由DSP最小系統(tǒng)、散熱器溫度檢測電路、RS232接口電路和隔離驅(qū)動電路組成；所述DSP最小系統(tǒng)包括DSP芯片電路、電源模塊電路、震蕩電路、JTAG接口電路組成；所述散熱器溫度檢測電路采用TC77集成溫度傳感器芯片電路；所述電源模塊電路式提供12V和3.3V的電源(見圖3)。
[0031]所述DSP芯片電路是由數(shù)字信號