CN202210888U - 高频高压脉冲传输的分布式led灯电源系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高频高压脉冲传输的分布式LED灯电源系统，涉及LED灯户外亮化及照明电源，它包括高频高压脉冲电源、与高频高压脉冲电源相连的功率因素校正电路、与功率因素校正电路相连的高频变换器、与高频变换器相连的若干降压高频变压器、与每一降压高频变压器相连的整流器和单片机控制电路，所述功率因素校正电路和高频变换器均与单片机控制电路相连。本实用新型能够有效减少整个工程系统的材料和成本，便于工程实施，还能够避免出现拉弧、打火现象，保障用电安全，维持LED灯的供电稳定，使LED灯在室外阴雨潮湿天气下也能正常工作。

Description

高频高压脉冲传输的分布式LED灯电源系统

技术领域

本实用新型涉及LED户外亮化电源，特别是涉及一种高频高压脉冲传输的分布式LED灯电源系统。

背景技术

桥梁、楼宇等户外亮化系统中广泛使用较大功率(400w)低压LED灯电源，目前的户外亮化LED灯电源一般有两种供电方式，第一种是集中低压直流母线供电方式，参见图1所示，通过AC/DC变换器将220V/50Hz交流电变为36V-60V直流电源(根据LED灯的要求)，供电源通过一条直流母线传输能量，所有的LED灯并接在直流母线两端；第二种是集中交流母线供电分布式降压整流方式，参见图2所示，它是以220V/50Hz交流作为母线，每个LED灯自带降压变压器和整流器，将220V/50Hz变为低压直流供LED灯工作。

第一种供电方式工作安全、可靠性高、没有柱弧，但是，由于是低压供电，直流母线上要流过较大电流；同时，为了减少直流线路的损耗，还要降低导线截流密度，导致直流母线铜材用量太大；第二种供电方式采用交流母线，比第一种供电方式节材，但是，容易产生拉弧、打火现象，存在安全隐患，且降压变压器体积较大、重量较大。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种高频高压脉冲传输的分布式LED灯电源系统，能够有效减少整个工程系统的材料和成本，便于工程实施，还能够避免出现拉弧、打火现象，保障用电安全，维持LED灯的供电稳定，使LED灯在室外阴雨潮湿天气下也能正常工作。

本实用新型提供的高频高压脉冲传输的分布式LED灯电源系统，它包括单片机控制电路，还包括高频高压脉冲电源、与高频高压脉冲电源相连的功率因素校正电路、与功率因素校正电路相连的高频变换器、与高频变换器相连的若干降压高频变压器和与每一降压高频变压器相连的整流器，所述功率因素校正电路和高频变换器均与单片机控制电路相连。

在上述技术方案中，所述功率因素校正电路包括串联的电感和MOS管开关，电感的一端接高频高压脉冲电源正极，另一端接MOS管开关的漏极，MOS管开关的源极接高频高压脉冲电源负极，MOS管开关的栅极与单片机控制电路相连。

在上述技术方案中，所述高频变换器包括二极管、电容C₁、C₂、C₃、三极管S₁、S₂和采样电阻R_S，二极管的正极与功率因素校正电路中的电感相连，负极通过电容C₃接高频高压脉冲电源负极，电容C₁、C₂串联后再与电容C₃并联，三极管S₁的集电极接二极管的负极，发射极接三极管S₂的集电极，三极管S₁的基极、S₂的基极和发射极均与单片机控制电路相连，三极管S₂的发射极通过采样电阻R_S接高频高压脉冲电源负极。

在上述技术方案中，所述每一降压高频变压器一端接在三极管S₁发射极与三极管S₂集电极之间，另一端接在电容C₁、C₂之间。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

(1)本实用新型采用高压、高频脉冲波形作为集中供电电源，高压脉冲传输可以降低线路电流，可以有效减小传输导线的截面积，本实用新型中导线截面积为36V低压传输的1/10左右，节省了铜材，降低了施工成本。

(2)各LED灯体内采用分布式降压整流供电，由于灯体内的直流电压是通过高频(20KHz)变压器降压得到，其降压变压器体积、重量为工频变压器降压方式的1/20左右，使得LED灯体与常规供电方式的LED灯体体积一致。

(3)由于供电电源为稳压、限流双环控制模式，在阴雨潮湿的情况下，限流电路工作，自动降低输出电压，可以防止脉冲电源交流母线在高压传输过程中因爬电距离大而引起的拉弧、打火现象，当电路工作正常后，再恢复稳压输出，保证LED灯不熄灭，既保障了用电安全，又维持LED灯的供电稳定。

附图说明

图1为直流母线集中供电方式的原理图；

图2为交流母线集中供电方式的原理图；

图3为本实用新型实施例的结构示意图；

图4为本实用新型实施例的LED供电系统原理图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详细描述：

参见图3所示，本实用新型实施例提供的高频高压脉冲传输的分布式LED灯电源系统，它包括高频高压脉冲电源、与高频高压脉冲电源相连的PFC(Power Factor Correction，功率因数校正)电路、与功率因素校正PFC电路相连的高频变换器、与高频变换器相连的若干降压高频变压器、与每一降压高频变压器相连的整流器和单片机控制电路，所述功率因素校正PFC电路和高频变换器均与单片机控制电路相连。

功率因素校正电路包括串联的电感和MOS管开关，电感的一端接高频高压脉冲电源正极，另一端接MOS管开关的漏极，MOS管开关的源极接高频高压脉冲电源负极，MOS管开关的栅极与单片机控制电路相连。

高频变换器包括二极管、电容C₁、C₂、C₃、三极管S₁、S₂和采样电阻R_S，二极管的正极与功率因素校正电路中的电感相连，负极通过电容C₃接高频高压脉冲电源负极，电容C₁、C₂串联后再与电容C₃并联，三极管S₁的集电极接二极管的负极，发射极接三极管S₂的集电极，三极管S₁的基极、S₂的基极和发射极均与单片机控制电路相连，三极管S₂的发射极通过采样电阻R_S接高频高压脉冲电源负极。

每一降压高频变压器一端接在三极管S₁发射极与三极管S₂集电极之间，另一端接在电容C₁、C₂之间。

下面详细说明本实用新型实施例的工作原理。

参见图4所示，本实用新型实施例通过高频变换器以高频高压交流脉冲方波形式，集中远距离(＞100m)传输能量。脉冲幅度为±200V，占空比为0.95，脉冲频率为20KHz，适应大功率(＞400W)室内外LED电源系统。单片机控制电路产生功率因数校正PFC控制信号、固定PWM信号，脉冲变压器隔离驱动。PFC为boost变换器，它将220V整流后的电压变为400V稳定的直流。高频逆变器为半桥拓扑结构，它将400V直流变为20KHz、VPP＝±200V的交流方波，R_S是电流取样电阻。当次级发生短路(拉弧、打火或过载)时，VR_S信号使高频变换器输出脉冲变窄，降低了输出电压平均值，从而达到了消弧的目的。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (4)

1.一种高频高压脉冲传输的分布式LED灯电源系统，它包括单片机控制电路，其特征在于：还包括高频高压脉冲电源、与高频高压脉冲电源相连的功率因素校正电路、与功率因素校正电路相连的高频变换器、与高频变换器相连的若干降压高频变压器和与每一降压高频变压器相连的整流器，所述功率因素校正电路和高频变换器均与单片机控制电路相连。

2.如权利要求1所述的高频高压脉冲传输的分布式LED灯电源系统，其特征在于：所述功率因素校正电路包括串联的电感和MOS管开关，电感的一端接高频高压脉冲电源正极，另一端接MOS管开关的漏极，MOS管开关的源极接高频高压脉冲电源负极，MOS管开关的栅极与单片机控制电路相连。

3.如权利要求2所述的高频高压脉冲传输的分布式LED灯电源系统，其特征在于：所述高频变换器包括二极管、电容C₁、C₂、C₃、三极管S₁、S₂和采样电阻R_S，二极管的正极与功率因素校正电路中的电感相连，负极通过电容C₃接高频高压脉冲电源负极，电容C₁、C₂串联后再与电容C₃并联，三极管S₁的集电极接二极管的负极，发射极接三极管S₂的集电极，三极管S₁的基极、S₂的基极和发射极均与单片机控制电路相连，三极管S₂的发射极通过采样电阻R_S接高频高压脉冲电源负极。

4.如权利要求3所述的高频高压脉冲传输的分布式LED灯电源系统，其特征在于：所述每一降压高频变压器一端接在三极管S₁发射极与三极管S₂集电极之间，另一端接在电容C₁、C₂之间。

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