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直流低壓電源八橋振蕩金鹵燈的制作方法

文檔序號:8057163閱讀:171來源:國知局
專利名稱:直流低壓電源八橋振蕩金鹵燈的制作方法
技術領域
本實用新型涉及電子技術領域,具體是一種直流低壓電源八橋振蕩金鹵燈。
背景技術
汽車、火車、船只直流低電壓電源供電的金鹵燈HID,光電轉換效率高,可產(chǎn)生強光照明,適于車船內外照明,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。燈負載功率在25W左右時,采用大功率三極管或MOS場效應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,驅動電流相應要大,這時逆變器功率器件功耗急劇增大,由于車船內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”,燈管內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,導致放電電弧不穩(wěn)定燈光閃爍,對人眼產(chǎn)生暈眩。
發(fā)明內容本實用新型的目的是提供直流低壓電源供電,拖動大功率燈負載的一種直流低壓電源八橋振蕩金鹵燈。本實用新型技術解決方案為由八個橋式振蕩器、七個相加耦合器、調頻信號發(fā)生器、燈管電路、過載檢測保護電路直流低壓電源組成,七個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、第四相加耦合器、第五相加耦合器、第六相加耦合器、第七相加耦合器,八個橋式振蕩器分為橋式振蕩器6a、橋式振蕩器6b、橋式振蕩器6c、 橋式振蕩器6d、橋式振蕩器6e、橋式振蕩器6f和橋式振蕩器6g、橋式振蕩器6h,分別由八個鐵氧體磁性變壓器T1、T2、T3、T4和Τ5、Τ6、Τ7、Τ8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)快恢二極管,諧振回路兩端還并聯(lián)交叉耦合到對管基極電阻靜態(tài)偏置和電容正反饋構成橋式振蕩器,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、集電極接電壓負反饋偏置電阻,發(fā)射極接地,調頻信號發(fā)生器輸出信號經(jīng)耦合電容、電阻接入橋式振蕩器6h接口管,由振蕩管極間電容調制振蕩頻率抑制燈光閃爍,橋式振蕩器6a和橋式振蕩器6b輸出功率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,橋式振蕩器6c和橋式振蕩器6d輸出功率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, 橋式振蕩器6e和橋式振蕩器6f輸出功率由鐵氧體磁性變壓器T5、T6次級電感反相接入第三相加耦合器初級電感一階功率合成,橋式振蕩器6g和橋式振蕩器6h輸出功率由鐵氧體磁性變壓器T7、T8次級電感反相接入第四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五相加耦合器初級電感二階功率合成,第三相加耦合器和第四相加耦合器次級電感反相接入第六相加耦合器初級電感二階功率合成,第五相加耦合器和第六相加耦合器次級電感反相接入第七相加耦合器初級電感三階功率合成,次級電感升壓接入燈管電路,過載檢測保護電路由燈負載電流經(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,調頻信號發(fā)生器電源端接入直流低壓電源;其中,調頻信號發(fā)生器由集成電路與電阻、電容構成低頻振蕩器,輸出信號經(jīng)達林頓三極管射極跟隨接入橋式振蕩器6h調頻信號接口管,由振蕩管極間電容調制振蕩頻率抑制燈光閃爍;燈管電路由第七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八橋振蕩三階功率合成, 調頻抑制燈光閃爍,阻容交叉耦合八橋振蕩功率合成振蕩十分強烈,獲取穩(wěn)定的大功率燈負載高光效,振蕩電路互補串饋供電,電源電壓高電流小,顯著降低功耗增大輸出功率。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本實用新型技術方案原理方框圖圖2橋式振蕩器電路圖3八橋振蕩功率合成及過載檢測保護電路圖4調頻信號發(fā)生器圖5燈管電路具體實施方法參照圖1、2、3(圖2以橋式振蕩器6a電路為例,其余橋式振蕩器電路相同),本實用新型具體實施方法和實施例由調頻信號發(fā)生器3、八個橋式振蕩器6、七個相加耦合器 5、燈管電路4及過載檢測保護電路2組成,七個相加耦合器5分為第一相加耦合器5a、第二相加耦合器5b、第三相加耦合器5c、第四相加耦合器5d、第五相加耦合器5e、第六相加耦合器5f、第七相加耦合器5g,八個橋式振蕩器6分為橋式振蕩器6a、橋式振蕩器6b、橋式振蕩器6c、橋式振蕩器6d、橋式振蕩器6e、橋式振蕩器6f和橋式振蕩器6g、橋式振蕩器6h, 分別由八個鐵氧體磁性變壓器Tl、T2、T3、T4和T5、T6、T7、T8初級電感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,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)交叉耦合到對管基極電阻 Rl、R2和R3、R4靜態(tài)偏置和電容Cl、C2和C3、C4正反饋構成橋式振蕩器,兩個NPN大功率振蕩管Q3、Q4基極并接控制信號接口管Q5、Q6集電極,接口管基極、集電極接電壓負反饋偏置電阻R5、R6,發(fā)射極接地,調頻信號發(fā)生器3輸出信號經(jīng)耦合電容C6、電阻R7、R8接入橋式振蕩器6h接口管,由振蕩管Q3、Q4極間電容調制振蕩頻率抑制燈光閃爍,橋式振蕩器6a和橋式振蕩器6b輸出功率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5a初級電感一階功率合成,橋式振蕩器6c和橋式振蕩器6d輸出功率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5b初級電感一階功率合成,橋式振蕩器6e和橋式振蕩器6f輸出功率由鐵氧體磁性變壓器T5、T6次級電感反相接入第三相加耦合器5c 初級電感一階功率合成,橋式振蕩器6g和橋式振蕩器6h輸出功率由鐵氧體磁性變壓器T7、 T8次級電感反相接入第四相加耦合器5d初級電感一階功率合成,第一相加耦合器5a和第二相加耦合器5b次級電感反相接入第五相加耦合器5e初級電感二階功率合成,第三相加耦合器5c和第四相加耦合器5d次級電感反相接入第六相加耦合器5f初級電感二階功率合成,第五相加耦合器5e和第六相加耦合器5f次級電感反相接入第七相加耦合器5g初級電感三階功率合成,次級電感升壓接入燈管電路4。過載檢測保護電路2由燈負載電流經(jīng)磁環(huán)電感L3感生電壓二極管檢波VD5,檢測電壓經(jīng)電容C7、電阻R18濾波,電阻R9、RlO限流接入接口管Q5、Q6控制振蕩管Q3、Q4和 Q1、Q2。當燈管接觸不良或燈負載短路產(chǎn)生大電流,過載檢測電壓使Q5、Q6飽和導通,振蕩管Q3、Q4及Ql、Q2截止停振,即時起到保護作用。二極管VD1、VD2和VD3、VD4吸收振蕩管高反壓,避免擊穿。橋式振蕩器由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,阻容交叉耦合推挽振蕩實際是輸出輸入直接相連的兩級LC選頻放大器,大功率振蕩管 Q1、Q2和Q3、Q4導通角為90度交替工作,輸出電流為半余弦波脈沖,振蕩十分強烈,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優(yōu)點顯著。通用大功率三極管構成的橋式振蕩輸出功率只能50W左右,在要求更大輸出功率時,如匹配450W燈負載,僅幾只器件直接并聯(lián)運用不能令人滿意,采用八橋振蕩功率合成效果明顯,其輸出功率疊加能滿足技術要求,通過七個相加耦合器分別將八橋振蕩輸出功率相互反相激勵功率合成,升壓引燃大功率或多支中小功率燈管發(fā)光。平衡電阻R11、R12、 R13、R14、R15和R14、R17在功率合成的兩個電流相等時無功率損耗。圖4,調頻信號發(fā)生器集成電路ICl采用LM567,經(jīng)電阻R19對電容C9充電產(chǎn)生 180HZ低頻方波,由電阻R20、R21和電容ClO積分為三角波經(jīng)達林頓三極管Q7射極阻抗變換,在電阻R22輸出接入橋式振蕩器6h信號接口管Q5、Q6,由振蕩管Q3、Q4極間電容調制振蕩頻率,低頻信號圍繞基準信號鎖定的中心頻率不斷變化,燈電弧無法形成駐波共振點, 避免金鹵燈“聲共振”燈光閃爍。圖中,電容C8對地通路。圖5,燈管電路4在啟動開燈瞬間八橋第七相加耦合器5g功率合成輸出高壓經(jīng)電容Cll對C12、電阻R23、R24充電使雙向觸發(fā)二極管VD6導通,電流經(jīng)過脈沖點火線圈初級 L4,感應次級線圈L5升壓產(chǎn)生高壓脈沖,點火觸發(fā)金鹵燈G氣體擊穿導通,引燃金鹵燈管啟動發(fā)光。實施例直流電壓為48V,八橋振蕩器頻率65KHZ,低頻信號180HZ調頻偏移范圍 2. 3KHZ抑制燈光閃爍,輸出功率匹配450W金鹵燈管,逆變效率85%,振蕩管散熱器溫升低于 40°C。
權利要求1.一種直流低壓電源八橋振蕩金鹵燈,其特征在于還包括逆變器由八個橋式振蕩器、七個相加耦合器、調頻信號發(fā)生器、燈管電路、過載檢測保護電路及直流低壓電源組成, 七個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、第四相加耦合器、第五相加耦合器、第六相加耦合器、第七相加耦合器,八個橋式振蕩器分為橋式振蕩器 (6a)、橋式振蕩器(6b)、橋式振蕩器(6c)、橋式振蕩器(6d)、橋式振蕩器(6e)、橋式振蕩器(6f)和橋式振蕩器(6g)、橋式振蕩器(6h),分別由八個鐵氧體磁性變壓器(Tl)、(T2)、 (T3)、(T4)和(T5)、(T6)、(T7)、(T8)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)快恢二極管,諧振回路兩端還并聯(lián)交叉耦合到對管基極電阻靜態(tài)偏置和電容正反饋構成橋式振蕩器,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、集電極接電壓負反饋偏置電阻,發(fā)射極接地,調頻信號發(fā)生器輸出信號經(jīng)耦合電容、電阻接入橋式振蕩器(6h)接口管,由振蕩管極間電容調制振蕩頻率抑制燈光閃爍, 橋式振蕩器(6a)和橋式振蕩器(6b)輸出功率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,橋式振蕩器(6c)和橋式振蕩器(6d)輸出功率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,橋式振蕩器(6e)和橋式振蕩器(6f)輸出功率由鐵氧體磁性變壓器(T5)、(T6)次級電感反相接入第三相加耦合器初級電感一階功率合成,橋式振蕩器(6g)和橋式振蕩器 (6h)輸出功率由鐵氧體磁性變壓器(T7)、(T8)次級電感反相接入第四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五相加耦合器初級電感二階功率合成,第三相加耦合器和第四相加耦合器次級電感反相接入第六相加耦合器初級電感二階功率合成,第五相加耦合器和第六相加耦合器次級電感反相接入第七相加耦合器初級電感三階功率合成,次級電感升壓接入燈管電路,過載檢測保護電路由燈負載電流經(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,調頻信號發(fā)生器電源端接入直流低壓電源。
2.根據(jù)權利要求1所述的直流低壓電源八橋振蕩金鹵燈,其特征在于調頻信號發(fā)生器由集成電路與電阻、電容構成低頻振蕩器,輸出信號經(jīng)達林頓三極管射極跟隨接入橋式振蕩器(6h)調頻信號接口管,由振蕩管極間電容調制振蕩頻率抑制燈光閃爍。
3.根據(jù)權利要求1所述的直流低壓電源八橋振蕩金鹵燈,其特征在于燈管電路由第七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領域,是一種直流低壓電源八橋振蕩金鹵燈。由調頻信號發(fā)生器、八個橋式振蕩器,七個相加耦合器、燈管電路、過載檢測保護電路直流低壓電源組成,八橋振蕩器功率合成調頻抑制“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H05B41/36GK202068648SQ20112011050
公開日2011年12月7日 申請日期2011年4月3日 優(yōu)先權日2011年4月3日
發(fā)明者梅玉剛, 阮樹成 申請人:梅玉剛
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