[发明专利]一种电容放电式LED航空障碍灯

说明书

技术领域

本发明涉及航空信号灯技术领域，具体地说涉及一种电容放电式LED航空障碍灯。

背景技术

现有航空障碍灯电源及光源有以下几种实现方式：

                                                 

上述频闪灯式航空障碍灯的频闪灯电路工作原理为：三极管及变压器构成振荡器，产生的振荡信号经变压器次级升压、二极管整流、电容储能，得到300V左右的直流电压，供给闪光灯管工作电压。氖泡、可控硅、电感等构成时间间歇触发电路。当电容所充电压上升到氖泡起辉电压时，起辉电流触发可控硅瞬间导通，电容的放电升压后产生近万伏高压，触发闪光管放电，发出强光。由于使用了频闪灯泡，灯具的使用寿命受到限制。目前，最好的频闪灯泡是德国品牌，其使用寿命也只有10⁸次；另外，频闪灯内部充满稀有惰性气体，工作时，通过两个高压电极，使其中的空气电离产生电弧，然后电弧再使灯泡内的稀有惰性气体变成激发态，而不同轨道的电子的跃迁就会产生各种不同波长的辐射光，其中就有可见光，这就是频闪灯泡需要高压点亮的原因，一般电压为几千伏到上万伏，一但发生漏电，将导致重大安全事故。

《国外电子元器件》2007年，第11期刊发了中国神华能源股份公司神东煤炭分公司物资供应中心冯虎亮 的文章《超级电容器供电的LED航标灯和航空障碍灯》，其提出了用光伏电池对蓄电池和超级电容充电，超级电容放电点亮LED阵列的技术构思，其给出的电压调整充电电路是针对光伏电池对蓄电池充电，充电电压低，充电电流小，不能满足中光强A型航空障碍灯或高光强航空障碍灯LED工作时的电量需求；其对LED阵列的驱动采用了LED压降型高压高频恒流控制集成电路IRS2541，电路复杂成本高，有能量损耗；该装置中超级电容是蓄电池供电的补充，主要提供脉冲电流，其主要对集成电路供电。另外，桥式整流稳压电路和恒压源电路对超级电容充电电流先是达到电源输出的最大值，然后随着电容值的升高慢慢变小，充电速度越来越慢，不能很好的满足LED航空障碍灯的周期性发光的供电要求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种体积小，重量轻，特别是LED阵列驱动电路简单，功耗低，损耗低的电容放电式LED航空障碍灯。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种电容放电式LED航空障碍灯，包括LED组成的LED阵列和电源装置，电源装置包括超级电容，防倒流二级管，充电电路，放电控制电路；充电电路通过防倒流二级管和超级电容的串联电路对超级电容充电，电源装置还包括放电开关，超级电容，LED阵列，放电开关串联组成超级电容放电回路，放电控制电路控制放电开关的通断。

本发明的技术效果是：体积小，如果不以本发明实现中光强A型LED航空障碍灯电源，使用恒流源或恒压源，将需要安装至少400W电源于灯体内，如此大功率的电源，将会使得产品体积更大；重量轻，本发明使用超级电容充电电路，仅仅需要10W功率就可代替400W功率的电源，重量势必然轻许多；由于本发明超级电容和LED阵列直接串联组成放电回路，电路简单；通过超级电容提供大电流脉冲，直接驱动LED阵列，损耗低；根据航空障碍灯不是常亮发光，通过放电控制电路控制放电开关短时闭合放电，故功耗低。

本发明的进一步改进，充电电路是恒流源，当恒流源充电电压受超级电容充电影响波动时，保证所述恒流源输出充电电流恒定。这样做的好处是充电使用恒流源，当恒流源充电电压受超级电容充电影响波动时，保证恒流源输出充电电流恒定，实际上充电过程中充电电流和电压基本上都是恒定的，在充电过程中，电容电压随时间线性上升，可以快速可靠稳定的使超级电容储能达到点亮LED阵列的时间和亮度要求。 

本发明的进一步改进，超级电容由两个以上超级电容并联而成。这样做的好处是即使其中一个超级电容器损坏的情况下，保证电源装置稳定可靠的工作。

本发明的进一步改进，放电控制电路包括单片机或数字逻辑电路，和放电开关驱动电路；放电开关是MOS管或继电器。这样做的好处是电路简单，易于实现。

本发明的进一步改进，超级电容放电周期内的输出电压大于等于LED阵列的瞬间导通电压。这样做的好处是可以保证LED阵列发光时间满足设计要求。

本发明的进一步改进，超级电容的放电电压小于等于50伏特。这样做的好处是电压低，超级电容放电安全。