專(zhuān)利名稱(chēng)：太陽(yáng)能電源雙推挽振蕩功率合成熒光燈的制作方法
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(yáng)能電源雙推挽振蕩功率合成熒光燈。
背景技術(shù)：
在汽車(chē)、船只沒(méi)交流市電可供或野外露營(yíng)休閑供電不便的場(chǎng)合，采用太陽(yáng)能電源的熒光燈可產(chǎn)生較強(qiáng)的光照亮度，光電轉(zhuǎn)換效率較高，光線(xiàn)柔和宜人，使用方便。然而，熒光燈是一種氣體放電產(chǎn)生光亮，點(diǎn)火啟動(dòng)電壓通常在500V以上才能激發(fā)管壁熒光粉涂層汞蒸，引燃后穩(wěn)定工作電壓為40V-110V，燈管電流至少在數(shù)百毫安。而且，要求振蕩輸出功率大，工作電壓較低時(shí)電流就必須增大，因此，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。隨著燈負(fù)載功率要求更大時(shí)，驅(qū)動(dòng)電流相應(yīng)增大，逆變器功率器件功耗急劇增大，通常，振蕩三極管散熱器不能做得過(guò)大，制約正常工作。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供太陽(yáng)能電源供電，拖動(dòng)大功率燈負(fù)載的一種太陽(yáng)能電源雙推挽振蕩功率合成熒光燈。本實(shí)用新型技術(shù)解決方案為包括由太陽(yáng)能電池陣列、過(guò)壓檢測(cè)控制器、欠壓檢測(cè)控制器、電壓配接器、蓄電池組成的太陽(yáng)能電源和逆變器與熒光燈管，還包括逆變器由兩個(gè)推挽振蕩器、相加耦合器、燈管電路及過(guò)載檢測(cè)保護(hù)電路組成，兩個(gè)推挽振蕩器分為推挽振蕩器3a和推挽振蕩器北，分別由鐵氧體磁性變壓器T1、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)高頻扼流電感和旁路電容接入太陽(yáng)能電源，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)的接口管集電極，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，推挽振蕩器3a與推挽振蕩器: 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)電感升壓接入燈管電路，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；其中，燈管電路接在相加耦合器次級(jí)電感的兩端，在電感兩端并接串聯(lián)的阻容RC 元件，然后接燈管串聯(lián)諧振電路電感、電容至燈管燈絲的一端，燈絲另一端并接預(yù)熱啟動(dòng)電容和串聯(lián)相接的熱敏電阻及雙向觸發(fā)二極管；過(guò)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(xiàn)圈，常閉觸點(diǎn)切換太陽(yáng)能電池陣列充電過(guò)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(xiàn)圈，常開(kāi)觸點(diǎn)切換太陽(yáng)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(yáng)能電源供電雙推挽振蕩器功率合成，獲取大功率燈負(fù)載高光效，阻容交叉耦合推挽振蕩是輸出直接連到輸入的LC選頻兩級(jí)放大器，振蕩十分強(qiáng)烈，不僅高效，偶次諧波相互抵消，降低逆變功率器件功耗，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雙推振蕩功率合成和過(guò)載檢測(cè)保護(hù)電路圖3燈管電路圖4太陽(yáng)能電源過(guò)壓和欠壓檢測(cè)控制器電路具體實(shí)施方法參照?qǐng)D1、2及圖4 (圖2以推挽振蕩器3a電路為例，推挽振蕩器北電路相同)，本實(shí)用新型具體實(shí)施方法和實(shí)施例包括由太陽(yáng)能電池陣列l(wèi)a、過(guò)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組成的太陽(yáng)能電源1和逆變器與熒光燈管G，還包括逆變器由兩個(gè)推挽振蕩器3、相加耦合器4、燈管電路5及過(guò)載檢測(cè)保護(hù)電路2組成，兩個(gè)推挽振蕩器3分為推挽振蕩器3a和推挽振蕩器北，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)高頻扼流電感L2和旁路電容C5接入太陽(yáng)能電源1，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)交叉耦合對(duì)管基極電阻R1、R2靜態(tài)偏置和電容C1、C2正反饋構(gòu)成推挽振蕩器，兩個(gè)大功率振蕩管Ql、Q2基極并接過(guò)載檢測(cè)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，推挽振蕩器3a與推挽振蕩器北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4初級(jí)電感功率合成，推挽振蕩器北由推挽振蕩器3a在相加耦合器4功率合成頻率牽引相干同步鎖定相位，相加耦合器4次級(jí)電感升壓接入燈管電路5。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Ll感生電壓二極管VD3峰值檢波電容C3濾波，經(jīng)電阻R9、R7、R8限流接入接口管Q3、Q4控制振蕩管Q1、Q2，當(dāng)燈負(fù)載短路或燈管接觸不良產(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，振蕩十分強(qiáng)烈，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， 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，降低逆變功率器件熱功耗，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，抑制偶次諧波功耗，使燈負(fù)載輸出為純正弦波。通用大功率三極管構(gòu)成推挽振蕩一般只能匹配30W左右的燈管，當(dāng)要求更大功率輸出匹配例如60W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，雙推挽振蕩功率合成疊加輸出功率效果顯著，通過(guò)相加耦合器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，兩個(gè)電流相等時(shí)，平衡電阻RlO無(wú)功率損耗。圖3，圖中燈管電路是兩支燈管并接，相加耦合器4功率合成輸出高壓并接阻容元件Rll、C6吸收反峰脈沖，抑制噪聲輻射平滑燈光亮度。串聯(lián)諧振電路L3、C7與L4、C8分別接燈管Gl、G2，當(dāng)諧振頻率接近雙推振蕩頻率燈管光效最高，燈管啟動(dòng)電容C9、ClO和熱敏電阻RT1、RT2、雙向觸發(fā)二極管VD4、VD5無(wú)耗預(yù)熱啟動(dòng)。啟輝時(shí)燈管電壓很高雙向觸發(fā)二極管導(dǎo)通，電流經(jīng)熱敏電阻對(duì)燈絲通電預(yù)熱，燈啟輝后燈管電壓降低雙向觸發(fā)管截止，完成無(wú)耗預(yù)熱。圖4，過(guò)壓檢測(cè)控制器Ib當(dāng)蓄電池El電壓高于穩(wěn)壓二極管VD7基準(zhǔn)電壓時(shí)，Al輸出為低電平，三極管Q5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(guò)壓充電，蓄電池El電壓隨著照明耗電下降低于VD7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VDlO基準(zhǔn)電壓時(shí)，A2輸出為低電平，三極管Q6驅(qū)動(dòng)繼電器J2釋放J2-1常開(kāi)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VDlO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(kāi)觸點(diǎn)接通放電回路。電阻R12、R13、R14和R17、R18、R19及電位器RP1、RP2 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R15、R20和電位器RP1、RP2達(dá)到切換門(mén)限值。電阻R16、R21起限流作用。圖中，二極管VD6防反充電，利用單向?qū)щ姳苊馓?yáng)能電池陣列Ia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(yáng)能電池陣列Ia放電。二極管VD9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VD8、 VDll吸收繼電器J1、J2線(xiàn)圈反向電勢(shì)，防護(hù)擊穿三極管Q5、Q6。電壓配接器Id接雙推振蕩器3電源端。本實(shí)施例太陽(yáng)能電源電壓30V，雙推挽振蕩器頻率67KHZ，輸出匹配兩支28W熒光燈管，逆變效率為85%，振蕩管散熱器溫度限制在40°C以下。
權(quán)利要求1.一種太陽(yáng)能電源雙推挽振蕩功率合成熒光燈，包括由太陽(yáng)能電池陣列、過(guò)壓檢測(cè)控制器、欠壓檢測(cè)控制器、電壓配接器、蓄電池組成的太陽(yáng)能電源和逆變器與熒光燈管，其特征在于兩個(gè)推挽振蕩器、相加耦合器、燈管電路及過(guò)載檢測(cè)保護(hù)電路組成，兩個(gè)推挽振蕩器分為推挽振蕩器(3a)和推挽振蕩器C3b)，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)高頻扼流電感和旁路電容接入太陽(yáng)能電源，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)的接口管集電極，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， 推挽振蕩器(3a)與推挽振蕩器(3b)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)電感升壓接入燈管電路，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。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電源雙推挽振蕩功率合成熒光燈，其特征在于燈管電路接在相加耦合器次級(jí)電感的兩端，在電感兩端并接串聯(lián)的阻容RC元件，然后接燈管串聯(lián)諧振電路電感、電容至燈管燈絲的一端，燈絲另一端并接預(yù)熱啟動(dòng)電容和串聯(lián)相接的熱敏電阻及雙向觸發(fā)二極管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電源雙推挽振蕩功率合成熒光燈，其特征在于過(guò)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(xiàn)圈，常閉觸點(diǎn)切換太陽(yáng)能電池陣列充電過(guò)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(xiàn)圈，常開(kāi)觸點(diǎn)切換太陽(yáng)能電池陣列放電欠壓控制。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，是一種太陽(yáng)能電源雙推挽振蕩功率合成熒光燈。包括由太陽(yáng)能電池陣列、過(guò)壓檢測(cè)控制器、欠壓檢測(cè)控制器、電壓配接器、蓄電池組成的太陽(yáng)能電源和逆變器與熒光燈管，還包括逆變器由兩個(gè)推挽振蕩器、相加耦合器、燈管電路、過(guò)載檢測(cè)保護(hù)電路組成，雙推挽振蕩器輸出功率合成接入燈管電路產(chǎn)生高光效。本實(shí)用新型電路獨(dú)特、高效，廣泛用于汽車(chē)、船只無(wú)交流市電或供電不便的場(chǎng)合大功率熒光燈照明。
文檔編號(hào)H05B41/36GK202068650SQ20112011101
公開(kāi)日2011年12月7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)明者張妙娟, 阮樹(shù)成 申請(qǐng)人:張妙娟