[發明專利]大功率LED投光燈

無效

• 申請號: 201511000614.0
• 申請日: 2015-09-30
• 公開（公告）號: CN105508969A
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發明（設計）人: 魏芳
• 申請（專利權）人: 魏芳
• 主分類號: F21S9/02
• 分類號: F21S9/02;F21S9/03;F21V33/00;H05B37/00;A01M29/16;A01M29/18;F21W111/06;F21Y115/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種大功率LED投光燈，在機場跑道附近每隔固定距離設置一個， 所述LED裝置包括噪音式驅鳥子系統、充電子系統和鉛酸蓄電池，充電子 系統為鉛酸蓄電池充電，充電后的鉛酸蓄電池為噪音式驅鳥子系統和LED 燈管提供電力供應。

2.如權利要求1所述的大功率LED投光燈，其特征在于，所述LED 裝置還包括：

噪聲發射設備，設置在旋轉機構上，與數字信號處理器連接，用于在 數字信號處理器的控制下確定自己發射噪聲的噪聲類型和噪聲發射方向；

旋轉機構，設置在燈架頂部；

旋轉驅動機構，包括旋轉電機和電子驅動器，電子驅動器與旋轉機構 和旋轉電機分別連接，用于控制旋轉機構的旋轉，具體旋轉方式為每十分 鐘一圈，每圈內每隔30度停頓半分鐘，在接收在發現鳥類信號時，控制 旋轉機構停止，在接收到無鳥類信號時，控制旋轉機構繼續旋轉；

超聲波收發設備，設置在旋轉機構上，與旋轉驅動機構連接，包括超 聲波發射器、超聲波接收器和單片機，在旋轉機構停頓時，超聲波發射器 向正前方發射超聲波，超聲波接收器用于接收前方目標反射的、具有鳥類 目標反射特性的超聲波，單片機與超聲波發射器和超聲波接收器分別連 接，基于超聲波發射時間、反射超聲波接收時間和超聲波傳播速度計算前 方鳥類垂直距離；

數據采集設備，設置在旋轉機構上，與旋轉驅動機構連接，在旋轉機 構停頓時，對正前方圖像進行數據采集，以獲得前方圖像；

模板存儲設備，用于預先存儲各個種類基準鳥型圖案，每一個種類基 準鳥型圖案為預先對基準鳥型進行拍攝所獲得的圖像；

圖像預處理設備，與數據采集設備連接，包括Marr小波濾波子設備、 中值濾波子設備和尺度變換增強子設備，Marr小波濾波子設備與數據采集 設備連接，用于對前方圖像采用基于2階Marr小波基的小波濾波處理， 以濾除前方圖像中的高斯噪聲，獲得小波濾波圖像；中值濾波子設備與 Marr小波濾波子設備連接，用于對所述小波濾波圖像執行中值濾波處理， 以濾除所述小波濾波圖像中的散射成分，獲得中值濾波圖像；尺度變換增 強子設備與中值濾波子設備連接，用于對中值濾波圖像執行尺度變換增強 處理，以增強圖像中目標與背景的對比度，獲得增強圖像；

目標識別設備，與電子驅動器、圖像預處理設備和模板存儲設備分別 連接，將增強圖像中像素值在鳥類像素值范圍內的所有像素組成鳥類子圖 像，將鳥類子圖像與各個種類基準鳥型圖案逐一匹配，匹配成功則輸出匹 配的基準鳥型圖案對應的種類作為目標鳥類類型并輸出發現鳥類信號，匹 配失敗或不存在鳥類子圖像則輸出無鳥類信號；

目標定位設備，與目標識別設備和超聲波收發設備分別連接，基于匹 配成功的鳥類子圖像在增強圖像的相對位置確定前方鳥類水平距離，并接 收超聲波收發設備發出的前方鳥類垂直距離；

升力風機主結構，設置在燈架上，包括三個葉片、偏航設備、輪轂和 傳動設備；三個葉片在風通過時，由于每一個葉片的正反面的壓力不等而 產生升力，所述升力帶動對應葉片旋轉；偏航設備與三個葉片連接，用于 提供三個葉片旋轉的可靠性并解纜；輪轂與三個葉片連接，用于固定三個 葉片，以在葉片受力后被帶動進行順時針旋轉，將風能轉化為低轉速的動 能；傳動設備包括低速軸、齒輪箱、高速軸、支撐軸承、聯軸器和盤式制 動器，齒輪箱通過低速軸與輪轂連接，通過高速軸與風力發電機連接，用 于將輪轂的低轉速的動能轉化為風力發電機所需要的高轉速的動能，聯軸 器為一柔性軸，用于補償齒輪箱輸出軸和發電機轉子的平行性偏差和角度 誤差，盤式制動器，為一液壓動作的盤式制動器，用于機械剎車制動；

風力發電機，設置在燈架上，與升力風機主結構的齒輪箱連接，為一 雙饋異步發電機，用于將接收到的高轉速的動能轉化為風力電能，風力發 電機包括定子繞組、轉子繞組、雙向背靠背IGBT電壓源變流器和風力發 電機輸出接口，定子繞組直連風力發電機輸出接口，轉子繞組通過雙向背 靠背IGBT電壓源變流器與風力發電機輸出接口連接，風力發電機輸出接 口為三相交流輸出接口，用于輸出風力電能；

太陽能電池，設置在燈架上，包括無反射薄膜覆蓋層、N型半導體、 P型半導體、基板和太陽能輸出接口，用于將無反射薄膜覆蓋層接收的太 陽能轉化為光學電能，太陽能輸出接口包括上部電極和下部電極，用于輸 出光學電能；

第一防反二極管，并聯在太陽能輸出接口的上部電極和下部電極之 間，其正端與下部電極連接，負端與上部電極連接；

第一開關管，為一P溝增強型MOS管，其漏極與太陽能輸出接口的 上部電極連接，其襯底與源極相連；

第二防反二極管，其正端與第一開關管的源極連接；

第一電容和第二電容，都并聯在第二防反二極管的負端和下部電極之 間；

第三防反二極管，并聯在第二防反二極管的負端和下部電極之間，其 正端與下部電極連接，其負端與第二防反二極管的負端連接；

第二開關管，為一P溝增強型MOS管，其漏極與第二防反二極管的 負端連接，其襯底與源極相連；

第四防反二極管，并聯在第二開關管的源極和下部電極之間，其正端 與下部電極連接，其負端與第二開關管的源極連接；

第一電感，其一端與第二開關管的源極連接；

第三電容和第四電容，都并聯在第一電感的另一端和下部電極之間；

第五防反二極管，并聯在第一電感的另一端和下部電極之間，其正端 與下部電極連接，其負端與第一電感的另一端連接；

整流電路，與風力發電機輸出接口連接，對風力發電機輸出接口輸出 的三相交流電壓進行整流以獲得風力直流電壓；

濾波穩壓電路，與整流電路連接以對風力直流電壓進行濾波穩壓，以 輸出穩壓直流電壓；

第一電阻和第二電阻，串聯后并聯在濾波穩壓電路的正負二端，第一 電阻的一端連接濾波穩壓電路的正端，第二電阻的一端連接濾波穩壓電路 的負端；

第五電容和第六電容，串聯后并聯在濾波穩壓電路的正負二端，第五 電容的一端連接濾波穩壓電路的正端，第六電容的一端連接濾波穩壓電路 的負端，第五電容的另一端連接第一電阻的另一端，第六電容的另一端連 接第二電阻的另一端；

第七電容，并聯在濾波穩壓電路的正負二端；

第三電阻，其一端連接濾波穩壓電路的正端；

第五開關管，為一P溝增強型MOS管，其漏極與第三電阻的另一端 連接，其襯底與源極相連，其源極與濾波穩壓電路的負端連接；

手動卸荷電路，其兩端分別與第五開關管的漏極和源極連接；

第六防反二極管，其正端與濾波穩壓電路的正端連接，其負端與第五 開關管的漏極連接；

第三開關管，為一P溝增強型MOS管，其漏極與濾波穩壓電路的正 端連接，其襯底與源極相連；

第七防反二極管，其正端與第三開關管的源極連接；

第八電容和第九電容，都并聯在第七防反二極管的負端和濾波穩壓電 路的負端之間；

第八防反二極管，并聯在第七防反二極管的負端和濾波穩壓電路的負 端之間；

第四開關管，為一P溝增強型MOS管，其漏極與第七防反二極管的 負端連接，其襯底與源極相連；

第九防反二極管，并聯在第四開關管的源極和濾波穩壓電路的負端之 間；

第二電感，其一端與第四開關管的源極連接；

第十電容和第十一電容，都并聯在第二電感的另一端和濾波穩壓電路 的負端之間；

第十防反二極管，并聯在第二電感的另一端和濾波穩壓電路的負端之 間；

所述鉛酸蓄電池，設置在燈架上，其正極與第五防反二極管的負極連 接，其負極與第五防反二極管的正極連接，同時其正極與第十防反二極管 的負極連接，其負極與第十防反二極管的正極連接；

繼電器，位于LED燈管和鉛酸蓄電池之間，通過是否切斷LED燈管 和鉛酸蓄電池之間的連接來控制LED燈管的打開和關閉；

光耦，位于繼電器和數字信號處理器之間，用于在數字信號處理器的 控制下，決定繼電器的切斷操作；

數字信號處理器，與目標識別設備、目標定位設備和噪聲發射設備連 接，基于目標鳥類類型確定該目標鳥類類型中鳥類厭惡的噪聲類型，并基 于前方鳥類水平距離和前方鳥類垂直距離控制噪聲發射設備的噪聲發射 方向；

其中，所述數字信號處理器還與第一開關管的柵極、第二開關管的柵 極、第三開關管的柵極和第四開關管的柵極分別連接，通過在第一開關管 的柵極和第三開關管的柵極上分別施加PWM控制信號，確定第一開關管 和第三開關管的通斷，以分別控制太陽能輸出接口和風力發電機輸出接口 對鉛酸蓄電池的充電的通斷，還通過在第二開關管的柵極和第四開關管的 柵極上分別施加占空比可調的PWM控制信號，以分別控制太陽能輸出接 口和風力發電機輸出接口對鉛酸蓄電池的充電電壓；

數字信號處理器為TI公司的DSP芯片；

Marr小波濾波子設備、中值濾波子設備和尺度變換增強子設備分別采 用不同的CPLD芯片來實現。