專(zhuān)利名稱(chēng)：直流低壓電源四橋振蕩功率合成無(wú)極燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種直流低壓電源四橋振蕩功率合成無(wú)極燈。
背景技術(shù)：
在汽車(chē)、火車(chē)和船只沒(méi)交流電源或野外露營(yíng)休閑供電不便的場(chǎng)合，采用直流低壓電源的無(wú)極燈可產(chǎn)生較強(qiáng)的光照亮度，高頻能量耦合線(xiàn)圈激發(fā)管壁等離子體通過(guò)熒光粉光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生光射，光電轉(zhuǎn)換效率較高，光線(xiàn)柔和宜人，使用壽命長(zhǎng)。然而，無(wú)極燈是一種氣體放電產(chǎn)生光亮，引燃后穩(wěn)定工作電壓為90V-140V，燈管電流至少在數(shù)百毫安。要求振蕩輸出功率足夠大，電源電壓較低時(shí)電流就必須增大。而且，大電流振蕩三極管功耗溫升引起管子電壓、電流變化，同時(shí)大電流溫升也使線(xiàn)圈磁性導(dǎo)磁率下降電感量減小，嚴(yán)重的發(fā)生磁飽和電感變得很小，進(jìn)而影響燈管電壓和電流改變，燈管發(fā)光亮度不穩(wěn)定。甚至燒壞器件。此外， 增設(shè)調(diào)光功能可適合不同照明需要，在不需要強(qiáng)光照明時(shí)，降低光射強(qiáng)度以節(jié)約耗電量，減小光污染。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供直流低壓電源供電，拖動(dòng)大功率燈負(fù)載的一種直流低壓電源四橋振蕩功率合成無(wú)極燈。本實(shí)用新型技術(shù)解決方案為包括由直流低壓電源和逆變器與無(wú)極燈管，還包括逆變器由四個(gè)全橋振蕩器和可調(diào)脈沖發(fā)生器、三個(gè)相加耦合器、燈管電路、過(guò)載檢測(cè)保護(hù)電路組成，三個(gè)相加耦合器分為第一相加耦合器、第二相加耦合器、第三相加耦合器，四個(gè)全橋振蕩器分為全橋振蕩器6a、全橋振蕩器6b和全橋振蕩器6c、全橋振蕩器6d，分別由鐵氧體磁性變壓器Tl、T2和T3、T4初級(jí)電感并聯(lián)電容為諧振回路，諧振回路兩端分別并接兩個(gè) PNP大功率振蕩管集電極和兩個(gè)NPN大功率振蕩管集電極，兩個(gè)PNP大功率振蕩管發(fā)射極接直流低壓電源正極，兩個(gè)NPN大功率振蕩管發(fā)射極接地，互補(bǔ)串饋供電，四個(gè)大功率振蕩管集電極與發(fā)射極之間并聯(lián)快速恢復(fù)二極管，諧振回路兩端還并聯(lián)交叉耦合對(duì)管到基極電阻靜態(tài)偏置和電容正反饋構(gòu)成橋振蕩器，兩個(gè)NPN大功率振蕩管基極并接控制信號(hào)接口管集電極，接口管基極、集電極接電壓負(fù)反饋偏置電阻，發(fā)射極接地，可調(diào)脈沖發(fā)生器輸出信號(hào)接入四個(gè)全橋振蕩器接口管控制調(diào)光，全橋振蕩器6a和全橋振蕩器6b輸出功率分別由鐵氧體磁性變壓器Tl、T2次級(jí)電感反相接入第一相加耦合器初級(jí)電感一階功率合成，全橋振蕩器6c和全橋振蕩器6d輸出功率分別由鐵氧體磁性變壓器T3、T4次級(jí)電感反相接入第二相加耦合器初級(jí)電感一階功率合成，第一相加耦合器和第二相加耦合器次級(jí)電感反相接入第三相加耦合器初級(jí)電感二階功率合成，第三相加耦合器次級(jí)電感升壓接入燈管電路，其燈管電路輸入并接吸收尖峰脈沖串聯(lián)的電阻、電容，然后接串聯(lián)諧振電路電感、電容，再連接兩個(gè)耦合線(xiàn)圈，其兩個(gè)耦合線(xiàn)圈磁環(huán)套在閉合的無(wú)極燈管上，過(guò)載檢測(cè)保護(hù)電路由燈負(fù)載電流經(jīng)磁環(huán)電感感生電壓二極管檢波，檢測(cè)電壓接入接口管控制振蕩管，可調(diào)脈沖發(fā)生器電源端接入直流低壓電源；其中，可調(diào)脈沖發(fā)生器由時(shí)基集成電路、電位器與電阻、充電電容及二極管組成， 電位器一端串聯(lián)二極管，另一端接時(shí)基集成電路的第二和第六腳，并在時(shí)基集成電路第七腳并接串聯(lián)的二極管與電阻，在第七腳經(jīng)另一個(gè)電阻接入電源，電位器中點(diǎn)滑動(dòng)端接充電電容，滑動(dòng)電位器構(gòu)成連續(xù)可調(diào)的脈沖發(fā)生器，經(jīng)三極管功率放大輸出信號(hào)接入四個(gè)全橋振蕩器接口管控制調(diào)光。本實(shí)用新型產(chǎn)生有益的積極效果是直流低壓電源供電四橋振蕩二階功率合成， 獲取大功率燈負(fù)載高光效，脈沖大范圍調(diào)光，振蕩電路互補(bǔ)串饋供電，電源電壓高電流小， 顯著降低功耗，輸出功率大。阻容交叉耦合四橋振蕩功率合成不僅高效，集電極電流相位相反三階和高階奇次諧波為零，偶次諧波相互抵消，負(fù)載輸出為純正弦波，頻譜純凈低噪聲。 廣泛用于沒(méi)交流電源或供電不便的場(chǎng)合照明。

圖1本實(shí)用新型技術(shù)方案原理方框圖圖2全橋振蕩器電路圖3四橋振蕩功率合成與燈管及過(guò)載檢測(cè)保護(hù)電路圖4可調(diào)脈沖發(fā)生器電路具體實(shí)施方法參照?qǐng)D1、2(圖2以全橋振蕩器6a電路為例，其余全橋振蕩器電路均相同)和圖 3，本實(shí)用新型具體實(shí)施方法和實(shí)施例包括由直流低壓電源1和逆變器與無(wú)極燈管G，逆變器由四個(gè)全橋振蕩器6和可調(diào)脈沖發(fā)生器4、三個(gè)相加耦合器5、燈管電路3、過(guò)載檢測(cè)保護(hù)電路2組成，三個(gè)相加耦合器5分為第一相加耦合器fe、第二相加耦合器恥、第三相加耦合器5c，四個(gè)全橋振蕩器6分為全橋振蕩器6a、全橋振蕩器6b和全橋振蕩器6c、全橋振蕩器 6d，分別由鐵氧體磁性變壓器T1、T2和Τ3、Τ4初級(jí)電感Ll并聯(lián)電容C5為諧振回路，諧振回路兩端分別并接兩個(gè)PNP大功率振蕩管Ql、Q2集電極和兩個(gè)NPN大功率振蕩管Q3、Q4集電極，兩個(gè)PNP大功率振蕩管Ql、Q2發(fā)射極接直流低壓電源1正極，兩個(gè)NPN大功率振蕩管 Q3、Q4發(fā)射極接地，互補(bǔ)串饋供電，四個(gè)大功率振蕩管Q1、Q2和Q3、Q4集電極與發(fā)射極之間并聯(lián)快速恢復(fù)二極管VD1、VD2和VD3、VD4，諧振回路兩端還并聯(lián)交叉耦合對(duì)管到基極電阻 Rl、R2和R3、R4靜態(tài)偏置和電容Cl、C2和C3、C4正反饋構(gòu)成橋振蕩器，兩個(gè)NPN大功率振蕩管Q3、Q4基極并接控制信號(hào)接口管Q5、Q6集電極，接口管Q5、Q6基極、集電極接電壓負(fù)反饋偏置電阻R5、R6，發(fā)射極接地，可調(diào)脈沖發(fā)生器4輸出信號(hào)經(jīng)電阻R7、R8電容C6接入四個(gè)全橋振蕩器6接口管Q5、Q6控制調(diào)光，全橋振蕩器6a和全橋振蕩器6b輸出功率分別由鐵氧體磁性變壓器T1、T2次級(jí)電感反相接入第一相加耦合器fe初級(jí)電感一階功率合成， 全橋振蕩器6c與全橋振蕩器6d輸出功率分別由鐵氧體磁性變壓器T3、T4次級(jí)電感反相接入第二相加耦合器恥初級(jí)電感一階功率合成，第一相加耦合器fe和第二相加耦合器恥次級(jí)電感反相接入第三相加耦合器5c初級(jí)電感二階功率合成，第三相加耦合器5c次級(jí)電感升壓接入燈管電路3，其燈管電路3輸入并接吸收尖峰脈沖串聯(lián)的電阻R14、電容C8，然后接串聯(lián)諧振電路電感L3、電容C7，再連接兩個(gè)耦合線(xiàn)圈L4、L5，其兩個(gè)耦合線(xiàn)圈磁環(huán)套在閉合的無(wú)極燈管G上，過(guò)載檢測(cè)保護(hù)電路2由燈負(fù)載電流經(jīng)磁環(huán)電感L6感生電壓二極管VD5峰值檢波，檢測(cè)電壓經(jīng)濾波電容C9、電阻R15，再經(jīng)限流電阻R9、RlO接入接口管Q6控制振蕩管Q3、Q4和Q1、Q2，當(dāng)燈負(fù)載短路或燈管接觸不良產(chǎn)生大電流，過(guò)載檢測(cè)電壓使Q5、Q6飽和導(dǎo)通，振蕩管Q3、Q4和Ql、Q2截止停振，起保護(hù)作用?？焖倩謴?fù)二極管VD1、VD2和VDl、 VD2保護(hù)振蕩管免受高反壓擊穿，可調(diào)脈沖發(fā)生器4電源端接入直流低壓電源1。全橋振蕩器由PNP、NPN三極管兩個(gè)互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)阻容交叉耦合推挽振蕩相互耦合而成，大功率振蕩管Q1、Q2和Q3、Q4導(dǎo)通角為90度交替工作，輸出電流為半余弦波脈沖，經(jīng)諧振回路衰減諧波，集電極電流相位相反三階和高階奇次諧波為零，偶次諧波相互抵消，使燈負(fù)載輸出為純正弦波。不僅高效，振蕩電路互補(bǔ)串饋供電，電源電壓高電流小，顯著降低功耗，輸出功率大。通用大功率三極管構(gòu)成橋振蕩要求更大輸出功率，例如匹配MOW燈負(fù)載時(shí)，僅幾只器件直接并聯(lián)運(yùn)用不能令人滿(mǎn)意，采用四個(gè)橋振蕩功率合成效果明顯，輸出功率疊加能滿(mǎn)足技術(shù)要求，通過(guò)兩個(gè)相加耦合器分別將四全橋振蕩輸出功率相互反相激勵(lì)功率合成， 又將兩個(gè)相加耦合器輸出電流變換加倍總和送到第三個(gè)相加耦合器功率合成，升壓引燃大功率燈管發(fā)光。三個(gè)平衡電阻R11、R12和R13在功率合成的兩個(gè)電流相等時(shí)，無(wú)功率損耗。圖4，調(diào)光脈沖發(fā)生器時(shí)基集成電路ICl采用555，調(diào)光電位器RPl —端串聯(lián)二極管VD6，另一端接時(shí)基集成電路ICl的第二和第六腳，并在時(shí)基集成電路ICl的第七腳并接串聯(lián)的二極管VD7與電阻R17，并在第七腳由電阻R16接入直流低壓電源1，電位器RPl中點(diǎn)滑動(dòng)端接充電電容C10，滑動(dòng)電位器構(gòu)成連續(xù)可調(diào)的脈沖發(fā)生器，經(jīng)三極管Q7功率放大輸出接入四全橋注鎖振蕩器6的接口管Q5、Q6。低電平時(shí)Q5、Q6截止，振蕩管Q1、Q2和Q3、 Q4導(dǎo)通工作，燈點(diǎn)亮，高電平時(shí)Q5、Q6導(dǎo)通，振蕩管Q1、Q2和Q3、Q4截止，燈熄滅，點(diǎn)亮?xí)r間由脈沖寬度決定。因此，以一定頻率脈沖熄滅與重新點(diǎn)亮交替，控制脈沖占空比即控制四全橋注鎖振蕩器平均輸出功率，實(shí)現(xiàn)調(diào)光。由于電位器RPl阻值遠(yuǎn)大于電阻R16、R17充電時(shí)VD6導(dǎo)通，放電時(shí)VD7導(dǎo)通，占空比可調(diào)范圍極大。電容Cll、C12對(duì)地旁路。電阻R18、R20限流，R19為三極管Q7負(fù)載電阻。本實(shí)施例直流電源蓄電池電壓60V，四全橋振蕩器頻率156KHZ，調(diào)光脈沖最小占空比輸出平均功率匹配250W無(wú)極燈管，調(diào)光脈沖最大占空比平均功率60W，調(diào)光明顯改變照明光強(qiáng)，降低光射強(qiáng)度可節(jié)約耗電量。
權(quán)利要求1.一種直流低壓電源四橋振蕩功率合成無(wú)極燈，包括由直流低壓電源和逆變器與無(wú)極燈管，其特征在于還包括逆變器由四個(gè)全橋振蕩器、可調(diào)脈沖發(fā)生器、三個(gè)相加耦合器、燈管電路及過(guò)載檢測(cè)保護(hù)電路組成，三個(gè)相加耦合器分為第一相加耦合器、第二相加耦合器、 第三相加耦合器，四個(gè)全橋振蕩器分為全橋振蕩器(6a)、全橋振蕩器(6b)和全橋振蕩器 (6c)、全橋振蕩器(6d)，分別由鐵氧體磁性變壓器(Tl)、(T2)和(T3)、(T4)初級(jí)電感并聯(lián)電容為諧振回路，諧振回路兩端分別并接兩個(gè)PNP大功率振蕩管集電極和兩個(gè)NPN大功率振蕩管集電極，兩個(gè)PNP大功率振蕩管發(fā)射極接直流低壓電源正極，兩個(gè)NPN大功率振蕩管發(fā)射極接地，互補(bǔ)串饋供電，四個(gè)大功率振蕩管集電極與發(fā)射極之間并聯(lián)快速恢復(fù)二極管， 諧振回路兩端還并聯(lián)交叉耦合對(duì)管到基極電阻靜態(tài)偏置和電容正反饋構(gòu)成橋振蕩器，兩個(gè) NPN大功率振蕩管基極并接控制信號(hào)接口管集電極，接口管基極、集電極接電壓負(fù)反饋偏置電阻，發(fā)射極接地，可調(diào)脈沖發(fā)生器輸出信號(hào)接入四個(gè)全橋振蕩器接口管控制調(diào)光，全橋振蕩器(6a)和全橋振蕩器(6b)輸出功率分別由鐵氧體磁性變壓器(Tl)、(T2)次級(jí)電感反相接入第一相加耦合器初級(jí)電感一階功率合成，全橋振蕩器(6c)和全橋振蕩器(6d)輸出功率分別由鐵氧體磁性變壓器CH)、(T4)次級(jí)電感反相接入第二相加耦合器初級(jí)電感一階功率合成，第一相加耦合器和第二相加耦合器次級(jí)電感反相接入第三相加耦合器初級(jí)電感二階功率合成，第三相加耦合器次級(jí)電感升壓接入燈管電路，其燈管電路輸入并接吸收尖峰脈沖串聯(lián)的電阻、電容，然后接串聯(lián)諧振電路電感、電容，再連接兩個(gè)耦合線(xiàn)圈，其兩個(gè)耦合線(xiàn)圈磁環(huán)套在閉合的無(wú)極燈管上，過(guò)載檢測(cè)保護(hù)電路由燈負(fù)載電流經(jīng)磁環(huán)電感感生電壓二極管檢波，檢測(cè)電壓接入接口管控制振蕩管，可調(diào)脈沖發(fā)生器電源端接入直流低壓電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流低壓電源四橋振蕩功率合成無(wú)極燈，其特征在于可調(diào)脈沖發(fā)生器由時(shí)基集成電路、電位器與電阻、充電電容及二極管組成，電位器一端串聯(lián)二極管，另一端接時(shí)基集成電路的第二和第六腳，并在時(shí)基集成電路第七腳并接串聯(lián)的二極管與電阻，在第七腳經(jīng)另一個(gè)電阻接入電源，電位器中點(diǎn)滑動(dòng)端接充電電容，滑動(dòng)電位器構(gòu)成連續(xù)可調(diào)的脈沖發(fā)生器，經(jīng)三極管功率放大輸出信號(hào)接入四個(gè)全橋振蕩器接口管控制調(diào)光。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，是一種直流低壓電源四橋振蕩功率合成無(wú)極燈。包括由直流電源和逆變器與無(wú)極燈管，逆變器由四個(gè)橋式振蕩器和三個(gè)相加耦合器、可調(diào)脈沖發(fā)生器、燈管電路、過(guò)載檢測(cè)保護(hù)電路組成，四橋振蕩二階功率合成產(chǎn)生高光效，脈沖大范圍調(diào)光。本實(shí)用新型電路獨(dú)特、高效。廣泛用于汽車(chē)、火車(chē)、船只無(wú)交流電源或供電不便的場(chǎng)合大功率無(wú)極燈照明。
文檔編號(hào)H05B41/38GK201976325SQ20112010132
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月3日
發(fā)明者阮樹(shù)成, 阮雪芬 申請(qǐng)人:阮雪芬