本發(fā)明涉及電光源照明技術領域，具體是一種直流低壓電源注鎖功率合成金鹵燈。

背景技術：
現(xiàn)有技術電子鎮(zhèn)流器通常用LC或RC振蕩器作為金鹵燈電光源，產(chǎn)生的振蕩頻率受溫度變化穩(wěn)定性差，影響功率不穩(wěn)定光強下降，尤其直流低壓電源供電的金鹵燈工作在低電壓、大電流，雖然這種電子鎮(zhèn)流器，結構簡便，成本低。由于電源電壓低，要得到大功率照明勢必增大器件電流，致使振蕩功率管功耗劇增溫升過高導致振蕩頻率變化，結果會使燈光隨頻率變化功率幅值失衡。同時，大電流通過線圈溫升高磁性導磁率下降，磁飽和電感量變小阻抗趨向零，燈具工作時間與溫升正比，溫升高加速器件老化，輕則燈管發(fā)光不穩(wěn)定亮度下降，重則燒壞器件縮短使用壽命。授權公告號CN201957323U雙推挽振蕩逆變功率疊加拖動大功率燈，解決器件功率容量限制。但是，功率合成振蕩電壓相位應一致，以克服非線性互調功率不均衡。

技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供直流低電壓大電流供電，逆變振蕩高穩(wěn)頻相位同步的一種直流低壓電源注鎖功率合成金鹵燈。本發(fā)明技術解決方案為：包括直流低壓電源、金鹵燈管、基準晶振、分頻器、型號為IR2156的振蕩驅動芯片、推挽放大器、推挽振蕩器、相加耦合器、燈管觸發(fā)電路、調頻信號發(fā)生器，其中，基準晶振由石英晶體諧振器、兩個反相器及電阻、電容組成，第一個反相器輸入與輸出兩端跨接偏置電阻，第一個反相器輸入與輸出兩端連接電容C1、C2的一端，電容C1、C2另一端接地，第一個反相器輸入與輸出兩端還跨接串聯(lián)微調電容的石英晶體諧振器，第一個反相器輸出信號經(jīng)第二個反相器接入分頻器，振蕩驅動芯片內含RC振蕩器、推挽放大驅動電路，芯片管腳設有電流檢測端CS、燈故障控制端SD，RC振蕩器外接電阻R2、電容C4產(chǎn)生振蕩，芯片IR2156的輸出端子HO、LO分別連接推挽放大器兩個大功率MOS場效應管Q1、Q2柵極，場效應管Q1、Q2的漏極分別連接變壓器T1電感L1兩端，振蕩驅動芯片電源端連接電阻R7的一端和電容C8的一端，電阻R7另一端連接直流低壓電源，電容C8另一端接地，變壓器T1電感L1中心點接電感L3的一端，電感L3的另一端和電容C7一端連接直流低壓電源，電容C7另一端接地，場效應管Q1、Q2源極之間串聯(lián)電阻R6，場效應管Q2源極連接電阻R4一端，電阻R4另一端連接電容C6的一端和芯片IR2156的CS端子，電容C6的另一端接地，推挽振蕩器由兩個大功率MOS場效應管Q3、Q4漏極分別連接變壓器T3電感L4兩端，電感L4中心點經(jīng)電感L9連接直流低壓電源，旁路電容C9一端接地，另一端接直流低壓電源，場效應管Q3、Q4柵極分別連接變壓器T2電感L8兩端，場效應管Q3、Q4源極互連端經(jīng)電阻R9接地，電感L8中心點連接場效應管Q5漏極和電阻R8、電阻R14一端，電阻R14另一端接直流低壓電源，電阻R8另一端接地，變壓器T2電感L7一端與變壓器T3電感L5一端互連，變壓器T2電感L7另一端與變壓器T3電感L5另一端之間串接電阻R10，場效應管Q3、Q4源極互連并連接取樣電阻R9一端，電阻R9另一端接地，電阻R9一端的取樣電流經(jīng)電阻R11輸入到場效應管Q5柵極，燈管異常電流檢測器信號經(jīng)電阻R12接場效應管Q5柵極，燈管異常電流檢測器信號還輸入到振蕩驅動芯片燈故障控制端SD，推挽放大器輸出功率變壓器T1的次級線圈輸出信號與推挽振蕩器輸出功率變壓器T3的次級線圈輸出信號由相加耦合器T4進行功率合成、升壓經(jīng)燈管觸發(fā)電路金鹵燈啟輝，基準晶振信號經(jīng)分頻器注入振蕩驅動芯片RC振蕩器CT端鎖定相位，由推挽放大器變壓器T1與推挽振蕩器變壓器T3在相加耦合器功率合成互耦注鎖頻率牽引相干同步鎖定相位，直流低壓電源連接基準晶振、分頻器、調頻信號發(fā)生器電源端；調頻信號發(fā)生器由兩個反相器IC1-3、IC1-4與電阻R17、R18、電容C14組成低頻方波振蕩器，經(jīng)反相器IC1-5隔離由電阻R19、R20、C15積分成三角波，接入振蕩驅動芯片RT端頻率調制高頻振蕩波形抑制燈光閃爍；燈管觸發(fā)電路由燈管一端經(jīng)電容C11接入相加耦合器T4電感L11的一端，相加耦合器T4電感L11的另一端接地，燈管一端還與電容C12、雙向觸發(fā)二極管VD1、電感L12、脈沖點火變壓器T5電感L13依次串聯(lián)，脈沖點火變壓器T5電感L13與背向串聯(lián)的穩(wěn)壓二極管VD2、VD3并聯(lián)相接，穩(wěn)壓二極管VD2的陰極連接到電感L12與脈沖點火變壓器T5電感L13的連接點，燈管另一端接脈沖點火變壓器T5電感L14的一端，脈沖點火變壓器T5電感L14另一端與穩(wěn)壓二極管VD3的陰極連接后經(jīng)燈異常檢測磁環(huán)電感L15接地，燈異常檢測磁環(huán)電感L15一端接二極管VD4陽極，燈異常檢測磁環(huán)電感L15另一端接地，二極管VD4陰極連接電容C13、電阻R15的一端，電容C13、電阻R15另一端接地，二極管VD4陰極還經(jīng)電阻R12連接推挽振蕩器場效應管Q5柵極，電阻R13連接到振蕩驅動芯片燈故障控制端SD。本發(fā)明產(chǎn)生積極效果：解決直流低電壓、大電流供電自激和它激雙推雙推逆變振蕩高穩(wěn)頻相位同步功率合成，達到單個自激或它激推挽逆變器難以得到的大功率金鹵燈照明，避免器件溫升高振蕩頻率變化功率失衡，穩(wěn)定燈光，延長使用壽命。附圖說明圖1本發(fā)明技術方案原理框圖圖2基準晶振電路圖3直流低壓電源注鎖功率合成金鹵燈電路具體實施方式參照圖1、2、3，本發(fā)明具體實施方式和實施例：包括直流低壓電源1、金鹵燈管10、基準晶振2、分頻器3、型號為IR2156的振蕩驅動芯片4、推挽放大器5、推挽振蕩器6、相加耦合器7、燈管觸發(fā)電路8、調頻信號發(fā)生器9，燈管異常電流檢測器11，其中，基準晶振2由石英晶體諧振器、兩個反相器及電阻、電容組成，第一個反相器輸入與輸出兩端跨接偏置電阻，第一個反相器輸入與輸出兩端連接電容C1、C2的一端，電容C1、C2另一端接地，第一個反相器輸入與輸出兩端還跨接串聯(lián)微調電容的石英晶體諧振器，第一個反相器輸出信號經(jīng)第二個反相器接入分頻器3，振蕩驅動芯片4內含RC振蕩器、推挽放大驅動電路，芯片管腳設有電流檢測端CS、燈故障控制端SD，RC振蕩器外接電阻R2、電容C4產(chǎn)生振蕩，芯片IR2156的輸出端子HO、LO分別連接推挽放大器5兩個大功率MOS場效應管Q1、Q2柵極，場效應管Q1、Q2的漏極分別連接變壓器T1電感L1兩端，振蕩驅動芯片4電源端連接電阻R7的一端和電容C8的一端，電阻R7另一端連接直流低壓電源1，電容C8另一端接地，變壓器T1電感L1中心點接電感L3的一端，電感L3的另一端和電容C7一端連接直流低壓電源1，電容C7另一端接地，場效應管Q1、Q2源極之間串聯(lián)電阻R6，場效應管Q2源極連接電阻R4一端，電阻R4另一端連接電容C6的一端和芯片IR2156的CS端子，電容C6的另一端接地，推挽振蕩器6由兩個大功率MOS場效應管Q3、Q4漏極分別連接變壓器T3電感L4兩端，電感L4中心點經(jīng)電感L9連接直流低壓電源1，旁路電容C9一端接地，另一端接直流低壓電源1，場效應管Q3、Q4柵極分別連接變壓器T2電感L8兩端，場效應管Q3、Q4源極互連端經(jīng)電阻R9接地，電感L8中心點連接場效應管Q5漏極和電阻R8、電阻R14一端，電阻R14另一端接直流低壓電源，電阻R8另一端接地，變壓器T2電感L7一端與變壓器T3電感L5一端互連，變壓器T2電感L7另一端與變壓器T3電感L5另一端之間串接電阻R10，場效應管Q3、Q4源極互連并連接取樣電阻R9一端，電阻R9另一端接地，電阻R9一端的取樣電流經(jīng)電阻R11輸入到場效應管Q5柵極，燈管異常電流檢測器11信號經(jīng)電阻R12接場效應管Q5柵極，燈管異常電流檢測器11信號還輸入到振蕩驅動芯片燈故障控制端SD，推挽放大器5輸出功率變壓器T1的次級線圈輸出信號與推挽振蕩器6輸出功率變壓器T3的次級線圈輸出信號由相加耦合器7T4進行功率合成、升壓經(jīng)燈管觸發(fā)電路8金鹵燈管10啟輝，基準晶振2信號經(jīng)分頻器注入振蕩驅動芯片RC振蕩器CT端鎖定相位，由推挽放大器5變壓器T1與推挽振蕩器6變壓器T3在相加耦合器7功率合成互耦注鎖頻率牽引相干同步鎖定相位，直流低壓電源1連接基準晶振2、分頻器3、調頻信號發(fā)生器9電源端；調頻信號發(fā)生器9由兩個反相器IC1-3、IC1-4與電阻R17、R18、電容C14組成低頻方波振蕩器，經(jīng)反相器IC1-5隔離由電阻R19、R20、C15積分成三角波，接入振蕩驅動芯片4的RT端頻率調制高頻振蕩波形抑制燈光閃爍；燈管觸發(fā)電路8由金鹵燈管10一端經(jīng)電容C11接入相加耦合器7T4電感L11的一端，相加耦合器7T4電感L11的另一端接地，金鹵燈管10一端還與電容C12、雙向觸發(fā)二極管VD1、電感L12、脈沖點火變壓器T5電感L13依次串聯(lián)，脈沖點火變壓器T5電感L13與背向串聯(lián)的穩(wěn)壓二極管VD2、VD3并聯(lián)相接，穩(wěn)壓二極管VD2的陰極連接到電感L12與脈沖點火變壓器T5電感L13的連接點，金鹵燈管10另一端接脈沖點火變壓器T5電感L14的一端，脈沖點火變壓器T5電感L14另一端與穩(wěn)壓二極管VD3的陰極連接后經(jīng)燈異常檢測磁環(huán)電感L15接地，燈異常檢測磁環(huán)電感L15一端接二極管VD4陽極，燈異常檢測磁環(huán)電感L15另一端接地，二極管VD4陰極連接電容C13、電阻R15的一端，電容C13、電阻R15另一端接地，二極管VD4陰極還經(jīng)電阻R12連接推挽振蕩器6場效應管Q5柵極，電阻R13連接到振蕩驅動芯片4燈故障控制端SD。IC3引腳符號功能：VCC電源端，CT接振蕩定時電容C4，RT接振蕩定時電阻R2，HO驅動Q1，LO驅動Q2，CS電流檢測，SD燈故障保護控制，COM接地。振蕩驅動芯片IC3電源端VCC由電阻R7降壓，電容C8濾波供給產(chǎn)生振蕩，它激振蕩驅動推挽放大器Q1、Q2，輪流導通、截止半周；推挽振蕩器自激振蕩Q3、Q4輪流導通、截止半周，雙推輸出功率經(jīng)相加耦合器疊加合成拖動大功率燈具，擴容可靠，但要求兩個振蕩電壓相位一致，以消除非線性互調功率不均衡獲取穩(wěn)定的輸出功率。為此，引入注入鎖相解決功率合成相位同步技術?；鶞示д袷⒅C振器頻率受溫度變化極小，高度穩(wěn)定?；鶞市盘柦?jīng)分頻器注入振蕩驅動芯片鎖定相位。未注入基準信號振蕩驅動芯片RC振蕩器自由頻率，注入基準信號RC振蕩電壓與其矢量合成，通過RC振蕩器非線性變頻鎖定相位，振蕩信號與注入基準信號僅有一個固定的相位差。同步帶寬與注入功率正比，與RC振蕩器有載Q值反比，由于基準信號注入在輸入端，增益高，小功率鎖定。分頻器IC2二進制或十進制計數(shù)器分頻。注入鎖相無需壓控調諧、鑒相和環(huán)路濾波，因此電路結構簡單，附加成本低。注入鎖相本質上與環(huán)路鎖相沒差別，性能優(yōu)越，相加耦合器疊加推挽放大器和推挽振蕩器輸出功率合成，“緊密捆綁”互耦注鎖效應推挽放大器牽引推挽振蕩器頻率相干同步鎖定相位，適于功率合成燈具穩(wěn)定振蕩頻率相位同步，避免器件溫升過高功率失衡，穩(wěn)定燈光延長使用壽命。相加耦合器T4電感L10將兩個推挽輸出功率變壓器T1、T3電感L2、L6反相激勵電流疊加，相位差180°低次諧波相互抵消，輸出電流變換加倍總和送到燈負載，輸入電壓、頻率、相位及負載相同，電流相等均衡電阻R16無功率損耗。推挽振蕩器T2、T3雙變壓器振蕩，輸出變壓器T3不飽和，功效高。諧振頻率調L4，振蕩反饋調電阻R10或電感L5，調整頻率和反饋互不牽連。調頻信號發(fā)生器由兩個反相器IC1-3、產(chǎn)生低頻方波信號，經(jīng)反相器IC1-5緩沖隔離電阻R19、R20電容C15積分成三角波調制振蕩驅動芯片RC振蕩器的頻率，低頻三角波信號圍繞注鎖基準信號中心頻率周期變化，消除燈管電弧駐波聲共振點，抑制閃爍穩(wěn)定燈光。燈管觸發(fā)電路由高頻電壓通過電容C12充電，當電壓充至雙向觸發(fā)二極管VD1導通，電流經(jīng)電感L12、脈沖點火變壓器T5電感L13，電感L14感生高壓脈沖，觸發(fā)金鹵燈管G氣體導通啟輝。燈管啟輝后，VD1不再產(chǎn)生觸發(fā)脈沖。二極管VD2、VD3限止脈沖點火電壓。燈異常電流磁環(huán)電感L15電壓二極管VD4檢波，電阻R15、電容C13濾波經(jīng)電阻R12，電容C10使Q5導通，推挽振蕩器功率管Q3、Q4截止；振蕩驅動芯片IC3燈故障控制器SD控制停振，保護推挽放大器Q1、Q2。同時，燈異常電流電阻R6壓降經(jīng)電阻R4、電容C6使芯片IC3電流檢測CS開啟保護Q1、Q2；燈異常電流電阻R9壓降經(jīng)電阻R11、電容C10濾波進而使Q5導通，雙重保護Q3、Q4。實施例直流低壓電源電壓30V，燈電流2.8A，匹配70W金鹵燈管G，逆變效率83％，長期晝夜開燈照明，功率管溫升在允許值范圍內，燈光穩(wěn)定。