專利名稱：太陽能電源全橋振蕩無極燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種太陽能電源全橋振蕩無極燈。
背景技術(shù)：
在汽車、火車和船只沒交流電源或野外露營休閑供電不便的場(chǎng)合，采用太陽能電源的無極燈可產(chǎn)生較強(qiáng)的光照亮度，高頻能量耦合線圈激發(fā)管壁等離子體通過熒光粉光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生光射，光電轉(zhuǎn)換效率較高，光線柔和宜人，使用壽命長。然而，無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。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供太陽能低壓電源供電，拖動(dòng)大功率燈負(fù)載的一種太陽能電源全橋振蕩無極燈。本實(shí)用新型技術(shù)解決方案為包括由太陽能電池陣列、過壓檢測(cè)控制器、欠壓檢測(cè)控制器、電壓配接器、電壓配接器、蓄電池組成太陽能電源和逆變器與無極燈管，逆變器由全橋振蕩器、可調(diào)脈沖發(fā)生器和燈管電路、過載檢測(cè)保護(hù)電路組成，全橋振蕩器由鐵氧體磁性變壓器初級(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)射極接電源正極互補(bǔ)串饋供電，兩個(gè)NPN大功率振蕩管發(fā)射極接地，四個(gè)大功率振蕩管集電極與發(fā)射極之間均并聯(lián)快恢二極管，諧振回路兩端還并聯(lián)交叉耦合到對(duì)管基極電阻靜態(tài)偏置和電容正反饋構(gòu)成全橋振蕩器，兩個(gè)PNP大功率振蕩管基極并接過載檢測(cè)信號(hào)接口管集電極，接口管基極與集電極接電壓負(fù)反饋偏置電阻，發(fā)射極接太陽能電源正極，兩個(gè)NPN大功率振蕩管基極并接調(diào)光信號(hào)接口管集電極，接口管基極與集電極接電壓負(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)接入全橋振蕩器接口管調(diào)光，全橋振蕩器輸出功率由鐵氧體磁性變壓器次級(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)耦合線圈，其兩個(gè)耦合線圈磁環(huán)套在閉合的無極燈管上，過載檢測(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)電壓接入全橋振蕩器接口管控制振蕩管，可調(diào)脈沖發(fā)生器電源端接太陽能電源；而可調(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接入全橋振蕩器接口管控制調(diào)光；過壓檢測(cè)控制器由運(yùn)算放大器Al同相輸入端接穩(wěn)壓二極管基準(zhǔn)電壓，反相輸入端接蓄電池電壓，運(yùn)算放大器Al輸出經(jīng)三極管電流放大接繼電器線圈，常閉觸點(diǎn)切換太陽能電池陣列充電過壓控制；欠壓檢測(cè)控制器由運(yùn)算放大器A2反相輸入端接穩(wěn)壓二極管基準(zhǔn)電壓，同相輸入端接蓄電池電壓，運(yùn)算放大器A2輸出經(jīng)三極管電流放大接繼電器線圈， 常開觸點(diǎn)切換太陽能電池陣列放電欠壓控制。本實(shí)用新型產(chǎn)生有益的積極效果是太陽能低壓電源供電全橋振蕩器，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，輸出功率是推挽振蕩的二倍。阻容交叉耦合全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(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燈管電路和過載檢測(cè)保護(hù)電路圖4可調(diào)脈沖發(fā)生器電路圖5太陽能電源過壓和欠壓檢測(cè)控制器電路具體實(shí)施方法參照?qǐng)D1、2、3及5，本實(shí)用新型具體實(shí)施方法和實(shí)施例包括由太陽能電池陣列 la、過壓檢測(cè)控制器lb、欠壓檢測(cè)控制器lc、電壓配接器Id、蓄電池El組成太陽能電源1和逆變器與無極燈管G，逆變器由全橋振蕩器5、可調(diào)脈沖發(fā)生器4和燈管電路3、過載檢測(cè)保護(hù)電路2組成，全橋振蕩器5由鐵氧體磁性變壓器Tl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Q3、Q4集電極和兩個(gè)NPN大功率振蕩管Q5、 Q6集電極，兩個(gè)PNP大功率振蕩管Q3、Q4發(fā)射極接太陽能電源1正極互補(bǔ)串饋供電，兩個(gè) NPN大功率振蕩管Q5、Q6發(fā)射極接地，四個(gè)大功率振蕩管Q3、Q4和Q5、Q6集電極與發(fā)射極之間并聯(lián)快恢二極管VD1、VD2和VD3、VD4，諧振回路兩端還并聯(lián)交叉耦合到對(duì)管基極電阻 R5、R6和Rll、R12靜態(tài)偏置和電容Cl、C2和C3、C4正反饋構(gòu)成全橋振蕩器，兩個(gè)PNP大功率振蕩管Q3、Q4基極并接過載檢測(cè)信號(hào)接口管Ql、Q2集電極，Ql、Q2基極與集電極接電壓負(fù)反饋偏置電阻R3、R4，發(fā)射極太陽能電源1正極，兩個(gè)NPN大功率振蕩管Q5、Q6基極并接調(diào)光信號(hào)接口管Q7、Q8集電極，Q7、Q8基極與集電極接電壓負(fù)反饋偏置電阻R7、R8，發(fā)射極接地，可調(diào)脈沖發(fā)生器4輸出信號(hào)經(jīng)電容C6接入全橋振蕩器5接口管Q7、Q8與振蕩管Q5、 Q6調(diào)光，全橋振蕩器5輸出功率由鐵氧體磁性變壓器Tl次級(jí)電感L2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R11、電容C8，然后接串聯(lián)諧振電路電感 L4、電容C7，再連接兩個(gè)耦合線圈L5、L6，其兩個(gè)耦合線圈磁環(huán)套在閉合的無極燈管G上，過載檢測(cè)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峰值檢波，其電壓經(jīng)電容C9濾波接口管Ql、Q2控制振蕩管Q3、Q4，可調(diào)脈沖發(fā)生器4電源端接入太陽能電源1。全橋振蕩器是由PNP、NPN三極管兩個(gè)互補(bǔ)對(duì)稱阻容交叉耦合推挽振蕩相互耦合而成，大功率振蕩管Q3、Q4和Q5、Q6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，輸出為純正弦波，不僅高效，互補(bǔ)串饋供電，電源電壓高，電流小，顯著降低功耗，輸出功率是推挽振蕩器的二倍。圖4，調(diào)光脈沖發(fā)生器電位器RPl兩端分別串聯(lián)二極管VD6和VD7，并在VD7 —端還串聯(lián)一個(gè)電阻R13，然后并接在時(shí)基集成電路ICl的第七腳，電位器RPl中點(diǎn)滑動(dòng)端接充電電容C10，由此構(gòu)成時(shí)基集成電路ICl占空比大范圍連續(xù)可調(diào)的脈沖發(fā)生器，經(jīng)三極管Q9 功率放大輸出接入全橋振蕩器5的接口管Q7、Q8。低電平時(shí)Q7、Q8截止，振蕩管Q5、Q6和 Q3、Q4導(dǎo)通振蕩，燈點(diǎn)亮，高電平時(shí)Q7、Q8導(dǎo)通，振蕩管Q3、Q4和Q5、Q6截止，燈熄滅，點(diǎn)亮?xí)r間由脈沖寬度決定?？刂泼}沖占空比即控制全橋振蕩輸出平均功率，實(shí)現(xiàn)調(diào)光。由于電位器RPl阻值遠(yuǎn)大于電阻R12、R13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R14、R16限流，R15為三極管Q9負(fù)載電阻。圖5，過壓檢測(cè)控制器Ib當(dāng)蓄電池El電壓高于穩(wěn)壓二極管VD8基準(zhǔn)電壓時(shí)，Al輸出為低電平，三極管QlO驅(qū)動(dòng)繼電器Jl釋放Jl-I常閉觸點(diǎn)切斷充電回路，保護(hù)蓄電池El過壓充電，蓄電池El電壓隨著照明耗電下降低于VD8基準(zhǔn)電壓時(shí)，Al反相輸入電位低于同相基準(zhǔn)電壓，輸出為高電平，繼電器Jl吸合Jl-I常閉觸點(diǎn)接通充電回路。欠壓檢測(cè)控制器Ic 當(dāng)蓄電池El電壓低于穩(wěn)壓二極管VDll基準(zhǔn)電壓時(shí)，A2輸出為低電平，三極管Qll驅(qū)動(dòng)繼電器J2釋放J2-1常開觸點(diǎn)切斷放電回路，保護(hù)蓄電池El欠壓放電，蓄電池El隨著充電電壓上升高于VDll基準(zhǔn)電壓時(shí)，A2同相輸入電位高于反相基準(zhǔn)電壓，輸出為高電平，繼電器J2 吸合J2-1常開觸點(diǎn)接通放電回路。電阻R17、R18、R19和R22、R23、R24與電位器RP2、RP3 分壓分別接入運(yùn)算放大器同相和反相輸入端。調(diào)整運(yùn)算放大器電壓負(fù)反饋電阻R20、R25和電位器RP2、RP3達(dá)到切換門限值。電阻R2UR26起限流作用。圖中，二極管VD13防反充電，利用單向?qū)щ姳苊馓柲茈姵仃嚵蠭a晚間或下雨天不發(fā)電時(shí)或出現(xiàn)短路時(shí)蓄電池El向太陽能電池陣列Ia放電。二極管VDlO防蓄電池反接， 當(dāng)蓄電池El極性接反時(shí)導(dǎo)通，產(chǎn)生大電流將熔絲Fl快速熔斷，起到防護(hù)作用。二極管VD9、 VD12吸收繼電器J1、J2線圈反向電勢(shì)，防護(hù)擊穿三極管Q10、Q11。電壓配接器Id內(nèi)置電源退耦濾波器連接全橋振蕩器5、可調(diào)脈沖發(fā)生器4電源端。本實(shí)施例太陽能電源電壓60V，全橋振蕩器頻率167KHZ，調(diào)光脈沖最小占空比輸出平均功率匹配65W無極燈管，調(diào)光脈沖最大占空比平均功率9W，調(diào)光明顯改變照明光強(qiáng)， 降低光強(qiáng)起到節(jié)約耗電作用。
權(quán)利要求1.一種太陽能電源全橋振蕩無極燈，包括由太陽能電池陣列、過壓檢測(cè)控制器、欠壓檢測(cè)控制器、電壓配接器、電壓配接器、蓄電池組成太陽能電源和逆變器與無極燈管，其特征在于逆變器由全橋振蕩器、可調(diào)脈沖發(fā)生器和燈管電路、過載檢測(cè)保護(hù)電路組成，全橋振蕩器由鐵氧體磁性變壓器初級(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)射極接太陽能電源正極互補(bǔ)串饋供電，兩個(gè)NPN大功率振蕩管發(fā)射極接地，四個(gè)大功率振蕩管集電極與發(fā)射極之間并聯(lián)快恢二極管，諧振回路兩端還并聯(lián)交叉耦合到對(duì)管基極電阻靜態(tài)偏置和電容正反饋構(gòu)成全橋振蕩器，兩個(gè)PNP大功率振蕩管基極并接過載檢測(cè)信號(hào)接口管集電極，接口管基極與集電極接電壓負(fù)反饋偏置電阻，發(fā)射極接太陽能電源正極，兩個(gè)NPN大功率振蕩管基極并接調(diào)光信號(hào)接口管集電極，接口管基極與集電極接電壓負(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)接入全橋振蕩器接口管控制振蕩管調(diào)光，全橋振蕩器輸出功率由鐵氧體磁性變壓器次級(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)耦合線圈，其兩個(gè)耦合線圈磁環(huán)套在閉合的無極燈管上，過載檢測(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峰值檢波，檢測(cè)電壓接入全橋振蕩器接口管控制振蕩管，可調(diào)脈沖發(fā)生器電源端接入太陽能電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電源全橋振蕩無極燈，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)接入雙橋振蕩器的接口管控制調(diào)光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電源全橋振蕩無極燈，其特征在于過壓檢測(cè)控制器由運(yùn)算放大器Al同相輸入端接穩(wěn)壓二極管基準(zhǔn)電壓，反相輸入端接蓄電池電壓，運(yùn)算放大器Al輸出經(jīng)三極管電流放大接繼電器線圈，常閉觸點(diǎn)切換太陽能電池陣列充電過壓控制； 欠壓檢測(cè)控制器由運(yùn)算放大器A2反相輸入端接穩(wěn)壓二極管基準(zhǔn)電壓，同相輸入端接蓄電池電壓，運(yùn)算放大器A2輸出經(jīng)三極管電流放大接繼電器線圈，常開觸點(diǎn)切換太陽能電池陣列放電欠壓控制。
專利摘要本實(shí)用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，是一種太陽能電源全橋振蕩無極燈。包括由太陽能電池陣列、過壓檢測(cè)控制器、欠壓檢測(cè)控制器、電壓配接器、電壓配接器、蓄電池組成太陽能電源和逆變器與無極燈管，還包括逆變器由基準(zhǔn)振蕩器、緩沖放大器、全橋振蕩器、可調(diào)脈沖發(fā)生器、燈管電路及過載檢測(cè)保護(hù)電路組成，全橋振蕩，脈沖大范圍調(diào)光，輸出功率接入燈管電路產(chǎn)生高光效，本實(shí)用新型電路獨(dú)特、高效，廣泛用于汽車、火車、船只無交流電或供電不便的場(chǎng)合較大功率無極燈照明。
文檔編號(hào)H05B41/38GK201976333SQ201120101399
公開日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)明者阮樹成, 阮雪芬 申請(qǐng)人:阮雪芬