專利名稱：直流低壓電源四橋振蕩金鹵燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實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金鹵燈。
背景技術(shù)：
汽車、火車、船只直流低電壓電源供電的金鹵燈HID，光電轉(zhuǎn)換效率高，可產(chǎn)生強光照明，適于車船內(nèi)外照明，如汽車前燈照明。金鹵燈是一種高強度氣體放電發(fā)光，工作電壓在數(shù)百伏，點火啟動電壓通常在3KV以上才能引燃。直流低電壓電源供電金鹵燈電子核心是一個DC-AC逆變器。燈負(fù)載功率在25W左右時，采用大功率三極管或MOS場效應(yīng)管推挽振蕩方式工作，獲取較好的效果。但是，金鹵燈功率都較大，驅(qū)動電流相應(yīng)大，這時逆變器功率器件功耗急劇增大，由于車船內(nèi)部空間所限散熱器體積不能做大發(fā)熱升溫很高會燒壞元器件，不能正常工作。此外，金鹵燈高頻電源供電極易產(chǎn)生“聲共振”燈光閃爍，燈管內(nèi)壓力波脈沖從管壁反射與高頻電流諧波相位相同時形成駐波，導(dǎo)致放電電弧不穩(wěn)定燈光抖動， 使人眼產(chǎn)生暈眩。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供直流低壓電源供電，拖動大功率燈負(fù)載的一種直流低壓電源四橋振蕩金鹵燈。本實用新型技術(shù)解決方案為由調(diào)頻信號發(fā)生器、四個全橋振蕩器、三個相加耦合器、燈管電路、過載檢測保護(hù)電路及直流低壓電源組成，三個相加耦合器分為第一相加耦合器、第二相加耦合器和第三相加耦合器，四個全橋振蕩器分為全橋振蕩器5a、全橋振蕩器 5b、全橋振蕩器5c和全橋振蕩器5d，分別由鐵氧體磁性變壓器T1、T2和Τ3、Τ4初級電感并聯(lián)電容為諧振回路，諧振回路兩端分別并接兩個PNP大功率振蕩管集電極和兩個NPN大功率振蕩管集電極，兩個PNP大功率振蕩管發(fā)射極接直流低壓電源正極，兩個NPN大功率振蕩管發(fā)射極接地，四個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)交叉耦合對管到基極電阻靜態(tài)偏置和電容正反饋構(gòu)成全橋振蕩器，兩個NPN大功率振蕩管基極并接控制信號接口管集電極，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，調(diào)頻信號發(fā)生器輸出信號經(jīng)耦合電容、電阻接入橋式振蕩器5a接口管，由振蕩管極間電容調(diào)制振蕩頻率抑制燈光閃爍，全橋振蕩器5a和全橋振蕩器5b輸出功率分別由鐵氧體磁性變壓器Tl、T2次級電感反相接入第一相加耦合器初級電感一階功率合成，全橋振蕩器5c和全橋振蕩器5d輸出功率分別由鐵氧體磁性變壓器T3、T4次級電感反相接入第二相加耦合器初級電感一階功率合成，第一相加耦合器和第二相加耦合器次級電感反相接入第三相加耦合器初級電感二階功率合成，第三相加耦合器次級電感升壓接入燈管電路， 過載檢測保護(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，檢測電壓接入接口管控制振蕩管，調(diào)頻信號發(fā)生器電源端接入直流低壓電源；其中，調(diào)頻信號發(fā)生器由集成電路與電阻、電容構(gòu)成低頻振蕩器，輸出信號經(jīng)達(dá)林頓三極管射極跟隨接入橋式振蕩器5a調(diào)頻信號接口管，由振蕩管極間電容調(diào)制振蕩頻率抑制燈光閃爍；燈管電路由第三相 加耦合器次級電感一端接地，另一端經(jīng)電容接入脈沖點火線圈初級和次級的連接點，該接點另經(jīng)電容串聯(lián)接地電阻，并在電容電阻串聯(lián)的接點上與雙向觸發(fā)二極管相接，雙向觸發(fā)二極管串聯(lián)脈沖點火初級線圈，脈沖點火次級線圈與接地的燈
管相接。本實用新型產(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， 調(diào)頻抑制燈光閃爍，獲取功率燈負(fù)載高光效，振蕩電路互補串饋供電，電源電壓高電流小， 降低功耗增大輸出功率。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，輸出為純正弦波，廣泛用于沒交流電源或供電不便的場合照明。

圖1本實用新型技術(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及過載檢測保護(hù)電路圖4調(diào)頻信號發(fā)生器電路圖5燈管電路具體實施方法參照圖1、2及圖3(圖2以全橋振蕩器5a電路為例，其余全橋振蕩器電路均相同)， 本實用新型具體實施方法和實施例由調(diào)頻信號發(fā)生器4、四個全橋振蕩器5、三個相加耦合器6、燈管電路3、過載檢測保護(hù)電路2及直流低壓電源1組成，三個相加耦合器6分為第一相加耦合器6a、第二相加耦合器6b和第三相加耦合器6c，四個全橋振蕩器5分為全橋振蕩器5a、全橋振蕩器5b、全橋振蕩器5c和全橋振蕩器5d，分別由鐵氧體磁性變壓器Tl、T2 和T3、T4初級電感Ll并聯(lián)電容C6為諧振回路，諧振回路兩端分別并接兩個PNP大功率振蕩管Ql、Q2集電極和兩個NPN大功率振蕩管Q3、Q4集電極，兩個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NPN大功率振蕩管Q3、Q4發(fā)射極接地，兩種極性振蕩管互補串饋供電，四個大功率振蕩管Ql、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)交叉耦合到對管到基極電阻Rl、R2和R3、R4 靜態(tài)偏置和電容Cl、C2和C3、C4正反饋構(gòu)成全橋振蕩器，Q3、Q4基極并接控制信號接口管 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，調(diào)頻信號發(fā)生器輸出信號經(jīng)耦合電容C5、電阻R7、R8接入橋式振蕩器5a接口管，由振蕩管極間電容調(diào)制振蕩頻率抑制閃爍，全橋振蕩器5a和全橋振蕩器5b輸出功率分別由鐵氧體磁性變壓器Tl、T2次級電感L2反相接入第一相加耦合器6a初級電感一階功率合成，全橋振蕩器5c和全橋振蕩器5d輸出功率分別由鐵氧體磁性變壓器T3、T4次級電感L2反相接入第二相加耦合器6b初級電感一階功率合成，第一相加耦合器6a和第二相加耦合器6b次級電感反相接入第三相加耦合器6c初級電感二階功率合成，第三相加耦合器6c次級電感升壓接入燈管電路3，調(diào)頻信號發(fā)生器4電源端接入直流低壓電源1。過載檢測保護(hù)電路2由燈負(fù)載電流經(jīng)磁環(huán)電感L3感生電壓二極管VD5檢波，檢測電壓經(jīng)電容C7電阻Rll濾波，電阻R9、R10限流接入接口管Q5、Q6控制振蕩管Q3、Q4及Q1、Q2。當(dāng)燈管接觸不良或燈負(fù)載短路產(chǎn)生大電流，過載檢測電壓使Q5、Q6飽和導(dǎo)通，振蕩管Q3、Q4及Q1、Q2截止停振，起保護(hù)作用?？焖倩謴?fù)二極管VD1、VD2和VD1、VD2保護(hù)振蕩
管免受高反壓擊穿。全橋振蕩器 由PNP、NPN三極管兩個互補對稱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，振蕩電路互補串饋供電，電源電壓高電流小，降低功耗增大輸出功率。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250W燈負(fù)載時，僅幾只器件直接并聯(lián)運用不能令人滿意，采用四個橋振蕩功率合成效果明顯，輸出功率疊加能滿足技術(shù)要求，通過兩個相加耦合器分別將四橋振蕩輸出功率相互反相激勵功率合成，又將兩個相加耦合器輸出電流變換加倍總和送到第三個相加耦合器功率合成，升壓引燃大功率燈管發(fā)光。三個平衡電阻R12、R13和R14在功率合成的兩個電流相等時無功率損耗。圖4，調(diào)頻信號發(fā)生器集成電路ICl采用LM567，經(jīng)電阻R15對電容C9充電產(chǎn)生 160HZ低頻方波，由電阻R16、R17和電容ClO積分為三角波經(jīng)達(dá)林頓三極管Q7射極阻抗變換，在電阻R18輸出接入全橋振蕩器5a調(diào)頻信號接口管Q5、Q6，經(jīng)振蕩管Q3、Q4極間電容調(diào)制振蕩頻率，低頻信號圍繞四橋振蕩中心頻率不斷變化，燈電弧無法形成駐波共振點，從而避免金鹵燈“聲共振”燈光閃爍。圖中，電容C8對地旁路。圖5，燈管電路3在啟動開燈瞬間第三相加耦合器6c功率合成高壓經(jīng)電容Cll對 C12、電阻R19、R20充電使雙向觸發(fā)二極管VD6導(dǎo)通，電流經(jīng)過脈沖點火線圈初級L4，感應(yīng)次級線圈L5升壓產(chǎn)生高壓脈沖，點火觸發(fā)金鹵燈管G氣體擊穿導(dǎo)通，引燃金鹵燈管啟動發(fā)光。本實施例直流低壓電源電壓60V，四橋振蕩頻率51KHZ，低頻信號165HZ頻偏 2. IKHZ調(diào)頻抑制燈光抖動，輸出匹配功率250W金鹵燈，逆變效率達(dá)83%，振蕩管散熱器溫升低于40°C。
權(quán)利要求1.一種直流低壓電源四橋振蕩金鹵燈，其特征在于調(diào)頻信號發(fā)生器、四個全橋振蕩器、三個相加耦合器、燈管電路、過載檢測保護(hù)電路及直流低壓電源組成，三個相加耦合器分為第一相加耦合器、第二相加耦合器和第三相加耦合器，四個全橋振蕩器分為全橋振蕩器(5a)、全橋振蕩器(5b)、全橋振蕩器(5c)和全橋振蕩器(5d)，分別由鐵氧體磁性變壓器 (Tl)、(T2)和(T3)、(T4)初級電感并聯(lián)電容為諧振回路，諧振回路兩端分別并接兩個PNP 大功率振蕩管集電極和兩個NPN大功率振蕩管集電極，兩個PNP大功率振蕩管發(fā)射極接直流低壓電源正極，兩個NPN大功率振蕩管發(fā)射極接地，四個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)交叉耦合對管到基極電阻靜態(tài)偏置和電容正反饋構(gòu)成全橋振蕩器，兩個NPN大功率振蕩管基極并接控制信號接口管集電極，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，調(diào)頻信號發(fā)生器輸出信號經(jīng)耦合電容、 電阻接入橋式振蕩器(5a)接口管，由振蕩管極間電容調(diào)制振蕩頻率抑制燈光閃爍，全橋振蕩器(5a)和全橋振蕩器(5b)輸出功率分別由鐵氧體磁性變壓器(T1)、(T2)次級電感反相接入第一相加耦合器初級電感一階功率合成，全橋振蕩器(5c)和全橋振蕩器(5d)輸出功率分別由鐵氧體磁性變壓器(T3)、(T4)次級電感反相接入第二相加耦合器初級電感一階功率合成，第一相加耦合器和第二相加耦合器次級電感反相接入第三相加耦合器初級電感二階功率合成，第三相加耦合器次級電感升壓接入燈管電路，過載檢測保護(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，檢測電壓接入接口管控制振蕩管，調(diào)頻信號發(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金鹵燈，其特征在于調(diào)頻信號發(fā)生器由集成電路與電阻、電容構(gòu)成低頻振蕩器，輸出信號經(jīng)達(dá)林頓三極管射極跟隨接入橋式振蕩器(5a)調(diào)頻信號接口管，由振蕩管極間電容調(diào)制振蕩頻率抑制燈光閃爍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流低壓電源四橋振蕩金鹵燈，其特征在于燈管電路由第三相加耦合器次級電感一端接地，另一端經(jīng)電容接入脈沖點火線圈初級和次級的連接點， 該接點另經(jīng)電容串聯(lián)接地電阻，并在電容電阻串聯(lián)的接點上與雙向觸發(fā)二極管相接，雙向觸發(fā)二極管串聯(lián)脈沖點火初級線圈，脈沖點火次級線圈與接地的燈管相接。
專利摘要本實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金鹵燈。由調(diào)頻信號發(fā)生器、四個橋式振蕩器，三個相加耦合器、燈管電路、過載檢測保護(hù)電路及直流低壓電源組成，四橋振蕩器功率合成調(diào)頻抑制“聲共振”燈光閃爍，輸出功率接入燈管電路產(chǎn)生高光效，本實用新型電路獨特、高效，廣泛用于汽車、火車、船只無交流市電或供電不便的場合大功率金鹵燈照明。
文檔編號H02M7/538GK202068647SQ201120110449
公開日2011年12月7日 申請日期2011年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月3日
發(fā)明者梅玉剛, 阮樹成 申請人:梅玉剛