專利名稱：直流低壓電源雙推挽振蕩高壓鈉燈的制作方法
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雙推挽振蕩高壓鈉燈。
背景技術(shù)：
汽車、火車、船只直流低電壓電源供電的高壓鈉燈HID，光電轉(zhuǎn)換效率高，可產(chǎn)生強(qiáng)光照明，適于車船內(nèi)外照明，如汽車前燈照明。高壓鈉燈是一種高強(qiáng)度氣體放電發(fā)光，工作電壓在數(shù)百伏，點(diǎn)火啟動(dòng)電壓通常在3KV以上才能引燃。直流低電壓電源供電高壓鈉燈電子核心是一個(gè)DC-AC逆變器。燈負(fù)載功率在25W左右時(shí)，采用大功率三極管或MOS場(chǎng)效應(yīng)管推挽振蕩方式工作，獲取較好的效果。但是，高壓鈉燈功率都較大，驅(qū)動(dòng)電流相應(yīng)較大，這時(shí)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(huì)燒壞元器件，不能正常工作。此外，高壓鈉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(shí)形成駐波，導(dǎo)致放電電弧不穩(wěn)定燈光閃爍，對(duì)人眼產(chǎn)生暈眩。
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雙推挽振蕩高壓鈉燈。本實(shí)用新型技術(shù)解決方案為由調(diào)頻信號(hào)發(fā)生器、推挽振蕩器6a、推挽振蕩器6b、 相加耦合器、燈管電路、過載檢測(cè)保護(hù)電路、電源退耦濾波器及直流低壓電源組成，推挽振蕩器6a和推挽振蕩器6b分別由鐵氧體磁性變壓器Tl、T2初級(jí)電感并聯(lián)電容為諧振回路， 其電感中心抽頭經(jīng)電源退耦濾波器高頻扼流電感和旁路電容接入直流低壓電源，同時(shí)，調(diào)頻信號(hào)發(fā)生器電源端經(jīng)電源退耦濾波器接入直流低壓電源，諧振回路兩端分別并接兩個(gè)大功率振蕩管集電極，發(fā)射極串聯(lián)電阻接地，諧振回路兩端還并聯(lián)交叉耦合對(duì)管基極電阻靜態(tài)偏置和電容正反饋構(gòu)成推挽振蕩器，兩個(gè)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，調(diào)頻信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)接入推挽振蕩器6a、推挽振蕩器6b接口管，由振蕩管極間電容調(diào)制振蕩頻率抑制燈光閃爍， 推挽振蕩器6a與推挽振蕩器6b輸出功率分別由鐵氧體磁性變壓器Tl和T2次級(jí)電感反相接入相加耦合器初級(jí)電感功率合成，相加耦合器次級(jí)電感功率合成、升壓接入燈管電路，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)電壓接入接口管控制振蕩管；其中，調(diào)頻信號(hào)發(fā)生器由運(yùn)算放大器Al、A2與電阻、電容構(gòu)成自激多諧振蕩器和有源帶通濾波器，Al偏置電阻和反饋電阻取值相同，電容充放電時(shí)間相同，構(gòu)成對(duì)稱翻轉(zhuǎn)的自激多諧振蕩器，A2由電阻、電容RC單T選頻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成負(fù)反饋式有源帶通濾波器，Al輸出信號(hào)經(jīng)A2有源帶通濾波接入推挽振蕩器6a、推挽振蕩器6b接口管，由振蕩管極間電容調(diào)制振蕩頻率抑制燈光閃爍；燈管電路經(jīng)電容串接燈管接入相加耦合器次級(jí)電感，并經(jīng)限流電阻接雙向可控硅陽極，另由電阻對(duì)電容充電連接雙向觸發(fā)二極管觸發(fā)雙向可控硅門極，雙向可控硅陽極和陰極并接在與放電電容串聯(lián)的脈沖點(diǎn)火變壓器初級(jí)線圈，脈沖點(diǎn)火次級(jí)線圈接燈管，雙向可控硅陰極、充電電容和脈沖點(diǎn)火線圈初級(jí)、次級(jí)連接點(diǎn)接入相加耦合器次級(jí)電感接地端。本實(shí)用新型產(chǎn)生積極效果直流低壓電源供電雙推挽振蕩功率合成，調(diào)頻抑制燈光閃爍，獲取大功率燈負(fù)載高光效，阻容交叉耦合雙推挽振蕩不僅高效，振蕩十分強(qiáng)烈，偶次諧波相互抵消，降低逆變功率器件功耗，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雙推振蕩功率合成和過載檢測(cè)保護(hù)電路圖3調(diào)頻信號(hào)發(fā)生器圖4燈管電路具體實(shí)施方法參照?qǐng)D1、2(圖2以推挽振蕩器6a電路為例，推挽振蕩器6b電路相同)，本實(shí)用新型具體實(shí)施方法和實(shí)施例由調(diào)頻信號(hào)發(fā)生器2、雙推挽振蕩器6、相加耦合器5、燈管電路 4、過載檢測(cè)保護(hù)電路3、電源退耦濾波器及直流低壓電源1組成，雙推挽振蕩器6分為推挽振蕩器6a和推挽振蕩器6b，分別由鐵氧體磁性變壓器Tl、T2初級(jí)電感LO并聯(lián)電容C4為諧振回路，其電感中心抽頭經(jīng)電源退耦濾波器高頻扼流電感L2和旁路電容C6接入直流低壓電源1，同時(shí)，調(diào)頻信號(hào)發(fā)生器2電源端經(jīng)電源退耦濾波器接入直流低壓電源1，推挽振蕩器6a與推挽振蕩器6b諧振回路兩端分別并接兩個(gè)大功率振蕩管Ql、Q2集電極，發(fā)射極串聯(lián)電阻R3、R6接地，諧振回路兩端還并聯(lián)交叉耦合到對(duì)管基極電阻Rl、R2靜態(tài)偏置和電容 Cl、C2正反饋構(gòu)成推挽振蕩器，兩個(gè)大功率振蕩管Ql、Q2基極并接控制信號(hào)接口管Q3、Q4 集電極，接口管Q3、Q4基極、集電極接電壓負(fù)反饋偏置電阻R4、R5，發(fā)射極接地，調(diào)頻信號(hào)發(fā)生器2輸出信號(hào)接入推挽振蕩器6a、推挽振蕩器6b接口管Q3、Q4，由振蕩管Ql、Q2極間電容調(diào)制振蕩頻率抑制燈光閃爍，推挽振蕩器6a與推挽振蕩器6b輸出功率分別由鐵氧體磁性變壓器Tl和T2次級(jí)電感反相接入相加耦合器5初級(jí)電感功率合成，相加耦合器5次級(jí)電感功率合成、升壓接入燈管電路4。過載檢測(cè)保護(hù)電路3由燈負(fù)載電流經(jīng)磁環(huán)電感Ll感生電壓二極管VD3檢波，檢測(cè)電壓經(jīng)電容C3濾波，電阻R8、R9接入接口管Q3、Q4控制振蕩管Ql、Q2，當(dāng)燈管接觸不良或燈負(fù)載短路產(chǎn)生大電流，檢測(cè)電壓使Q3、Q4飽和導(dǎo)通，振蕩管Ql、Q2截止停振，起保護(hù)作用。 二極管VD1、VD2保護(hù)振蕩管免受高反壓擊穿。阻容交叉耦合推挽振蕩器實(shí)際是輸出直接連到輸入的LC選頻兩級(jí)放大器，兩個(gè)大功率振蕩管Ql、Q2輪流處于飽和與截止，以零靜態(tài)電流半個(gè)周期導(dǎo)通，振蕩十分強(qiáng)烈，集電極電流相位相反三階和高階奇次諧波為零，不僅高效，并具有偶次諧波相互抵消，降低逆變功率器件功耗，更低抑制在諧振電感中心抽頭饋接電源串入高頻扼流電感和旁路電容， 使燈負(fù)載輸出為純正弦波。通用大功率三極管構(gòu)成推挽振蕩輸出功率匹配25W左右燈管，要求更大功率輸出匹配例如50W燈負(fù)載時(shí)，僅幾只器件直接并聯(lián)運(yùn)用不能令人滿意，雙推挽振蕩功率合成疊加輸出功率效果顯著，通過相加耦合器5將雙推振蕩輸出功率相互反相激勵(lì)，兩個(gè)輸出電流變換加倍總和送到燈負(fù)載，當(dāng)兩個(gè)電流相等時(shí)平衡電阻Rll無功率損耗。圖3，調(diào)頻信號(hào)發(fā)生器由運(yùn)算放大器Al為多諧振蕩器，偏置電阻R12、R13和負(fù)反饋R14、R15取值相同，電容C7充、放電時(shí)間相同，輸出對(duì)稱方波，經(jīng)運(yùn)算放大器A2與電阻 R16、R17、R18和電容C8、C9組成負(fù)反饋RC單T選頻網(wǎng)絡(luò)有源帶通濾波器濾除高次諧波，輸出低頻正弦波接入推挽振蕩器6a、推挽振蕩器6d接口管Q3、Q4，由振蕩管Ql、Q2極間電容調(diào)制振蕩頻率，低頻正弦波圍繞振蕩中心頻率不斷變化，燈電弧無法形成駐波共振點(diǎn)，避免 “聲共振”燈光閃爍。圖4，燈管電路在啟動(dòng)開燈的瞬間相加耦合器5次級(jí)電感高壓，由電容C10、電阻 R19對(duì)電容Cll充電使雙向觸發(fā)二極管VD4導(dǎo)通，進(jìn)而觸發(fā)雙向可控硅VSl門極使其導(dǎo)通， 電流經(jīng)限流電阻R20、放電電容C12和脈沖點(diǎn)火初級(jí)線圈L4，感應(yīng)到次級(jí)線圈L5升壓成高壓脈沖，點(diǎn)火觸發(fā)高壓鈉燈G氣體擊穿導(dǎo)通，使高壓鈉燈啟動(dòng)引燃發(fā)光。本實(shí)施例直流低壓電壓MV，雙推挽振蕩器65KHZ，低頻信號(hào)150HZ，調(diào)頻偏移范圍 2. 5KHZ抑制燈光閃爍，輸出匹配功率60W高壓鈉燈管，雙推振蕩管散熱器溫升限制在30°C 以下，逆變效率83 %，燈光穩(wěn)定不閃。
權(quán)利要求1.一種直流低壓電源雙推挽振蕩高壓鈉燈，其特征在于由調(diào)頻信號(hào)發(fā)生器、推挽振蕩器(6a)、推挽振蕩器(6b)、相加耦合器、燈管電路、過載檢測(cè)保護(hù)電路、電源退耦濾波器及直流低壓電源組成，推挽振蕩器(6a)與推挽振蕩器(6b)分別由鐵氧體磁性變壓器(Tl)、 (T2)初級(jí)電感并聯(lián)電容為諧振回路，其電感中心抽頭經(jīng)電源退耦濾波器高頻扼流電感和旁路電容接入直流低壓電源，同時(shí)，調(diào)頻信號(hào)發(fā)生器電源端經(jīng)電源退耦濾波器接入直流低壓電源，諧振回路兩端分別并接兩個(gè)大功率振蕩管集電極，發(fā)射極串聯(lián)電阻接地，諧振回路兩端還并聯(lián)交叉耦合對(duì)管基極電阻靜態(tài)偏置和電容正反饋構(gòu)成推挽振蕩器，兩個(gè)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，調(diào)頻信號(hào)發(fā)生器輸出接入推挽振蕩器(6a)、推挽振蕩器(6b)接口管，由振蕩管極間電容調(diào)制振蕩頻率抑制燈光閃爍，推挽振蕩器(6a)與推挽振蕩器(6b)輸出功率分別由鐵氧體磁性變壓器(Tl)和(1 次級(jí)電感反相接入相加耦合器初級(jí)電感功率合成，相加耦合器次級(jí)電感功率合成、升壓接入燈管電路，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)電壓接入接口管控制振蕩管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流低壓電源雙推挽振蕩高壓鈉燈，其特征在于調(diào)頻信號(hào)發(fā)生器由運(yùn)算放大器Al、A2與電阻、電容構(gòu)成自激多諧振蕩器和有源帶通濾波器，Al偏置電阻和反饋電阻取值相同，電容充放電時(shí)間相同，構(gòu)成對(duì)稱翻轉(zhuǎn)的自激多諧振蕩器，A2由電阻、電容RC單T選頻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成負(fù)反饋式有源帶通濾波器，Al輸出信號(hào)經(jīng)A2有源帶通濾波接入推挽振蕩器(6a)、推挽振蕩器(6b)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雙推挽振蕩高壓鈉燈，其特征在于燈管電路經(jīng)電容串接燈管接入相加耦合器次級(jí)電感，并經(jīng)限流電阻接雙向可控硅陽極，另由電阻對(duì)電容充電連接雙向觸發(fā)二極管觸發(fā)雙向可控硅門極，雙向可控硅陽極和陰極并接在與放電電容串聯(lián)的脈沖點(diǎn)火變壓器初級(jí)線圈，脈沖點(diǎn)火次級(jí)線圈接燈管，雙向可控硅陰極、充電電容和脈沖點(diǎn)火線圈初級(jí)、次級(jí)連接點(diǎn)接入相加耦合器次級(jí)電感接地端。
專利摘要本實(shí)用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，是一種直流低壓電源雙推挽振蕩高壓鈉燈。由調(diào)頻信號(hào)發(fā)生器、兩個(gè)推挽振蕩器、相加耦合器、燈管電路、過載檢測(cè)保護(hù)電路、電源退耦濾波器及直流低壓電源組成，雙推振蕩功率合成調(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(shí)用新型電路獨(dú)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(chǎng)合高壓鈉燈照明。
文檔編號(hào)H05B41/36GK201957316SQ20112011016
公開日2011年8月31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 申請(qǐng)人:阮樹成