直流低壓電源注鎖功率合成低壓鈉燈的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電光源照明【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種直流低壓電源注鎖功率合成低壓鈉燈。包括低壓鈉燈管、直流低壓電源、基準(zhǔn)晶振、振蕩驅(qū)動芯片、推挽放大器、推挽振蕩器、相加耦合器、燈管異常電流檢測器，振蕩驅(qū)動芯片輸出接推挽放大器，經(jīng)變壓器T1與推挽振蕩器變壓器T3由相加耦合器功率合成、升壓接燈管啟輝，基準(zhǔn)晶振信號經(jīng)分頻器注入振蕩驅(qū)動芯片RC振蕩器鎖定相位，推挽放大器變壓器T1與推挽振蕩器變壓器T3功率合成互耦注鎖頻率牽引相干同步鎖定相位，獲取大功率燈照明，避免器件溫升過高振蕩頻率變化功率失衡燈光下降。本發(fā)明適用于直流低電壓、大電流供電的低壓鈉燈照明場合。
【專利說明】直流低壓電源注鎖功率合成低壓鈉燈

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電光源照明【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種直流低壓電源注鎖功率合成低壓鈉 燈。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)電子鎮(zhèn)流器通常用LC或RC振蕩器作為低壓鈉燈電光源，產(chǎn)生的振蕩頻 率受溫度變化穩(wěn)定性差影響功率不穩(wěn)定光強下降，尤其直流低壓電源供電的低壓鈉燈工作 在低電壓、大電流，雖然這種電子鎮(zhèn)流器，結(jié)構(gòu)簡便，成本低，由于電源電壓低，要得到大功 率照明勢必增大器件電流，致使振蕩功率管功耗劇增溫升過高導(dǎo)致振蕩頻率變化，結(jié)果會 使燈光隨頻率變化功率幅值失衡。同時，大電流通過線圈溫升高磁性導(dǎo)磁率下降，磁飽和電 感量變小阻抗趨向零，燈具工作時間與溫升正比，溫升高加速器件老化，輕則燈管發(fā)光不穩(wěn) 定亮度下降，重則燒壞器件縮短使用壽命。逆變功率疊加拖動大功率燈，解決器件功率容量 的限制。但是，要求功率合成振蕩電壓相位一致，克服非線性互調(diào)功率不均衡。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供直流低電壓大電流供電，逆變振蕩高穩(wěn)頻相位同步的一種直 流低壓電源注鎖功率合成低壓鈉燈。
[0004] 本發(fā)明技術(shù)解決方案為：包括直流低壓電源、低壓鈉燈管、基準(zhǔn)晶振、分頻器、振蕩 驅(qū)動芯片、推挽放大器、推挽振蕩器、相加耦合器、燈管異常電流檢測器，其中，基準(zhǔn)晶振由 石英晶體諧振器、兩個反相器及電阻、電容組成，第一個反相器輸入與輸出兩端跨接偏置電 阻，并分別并接接地電容，同時，還跨接串聯(lián)微調(diào)電容的石英晶體諧振器，基準(zhǔn)晶振輸出信 號經(jīng)第二個反相器接分頻器，振蕩驅(qū)動芯片內(nèi)含RC振蕩器、推挽放大驅(qū)動電路、電流檢測 CS、燈故障控制器SD，RC振蕩器外接電阻R2、電容C4產(chǎn)生振蕩，輸出經(jīng)推挽放大驅(qū)動電路接 推挽放大器兩個大功率M0S場效應(yīng)管％、Q 2柵極，Qp Q2漏極并接變壓器?\電感U兩端，振 蕩驅(qū)動芯片電源端經(jīng)電阻R7降壓電容C 8旁路和電感Q中點經(jīng)電感L3、電容C7旁路接直流 低壓電源，Q 2源極串聯(lián)電阻R6接地，經(jīng)電阻R4、電容C6接振蕩驅(qū)動芯片CS，推挽振蕩器由兩 個大功率M0S場效應(yīng)管Q 3、Q4漏極接變壓器T3電感L4兩端，Q3、Q 4柵極接變壓器T2電感L8 兩端，電感l(wèi)8中點并聯(lián)源極接地場效應(yīng)管q5漏極及電阻r8、r 14，電感l(wèi)7、電阻r1q與變壓器 τ3電感L5閉合，電感L4中點經(jīng)電感L9和旁路電容C 9接直流低壓電源，Q3、Q4源極經(jīng)接地電 阻R9壓降取樣電流連接電阻R n，電阻Rn和燈管異常電流檢測器信號接場效應(yīng)管Q5柵極， 燈管異常電流檢測器信號接振蕩驅(qū)動芯片燈故障控制器SD，推挽放大器輸出功率變壓器?\ 與推挽振蕩器輸出功率變壓器Τ3由相加耦合器功率合成、升壓，經(jīng)諧振電容Cn、電感L12接 低壓鈉燈管啟輝，基準(zhǔn)晶振信號經(jīng)分頻器注入振蕩驅(qū)動芯片RC振蕩器C T端鎖定相位，由推 挽放大器變壓器?\與推挽振蕩器變壓器T3在相加耦合器功率合成互耦注鎖頻率牽引相干 同步鎖定相位，直流低壓電源接基準(zhǔn)晶振、分頻器、振蕩驅(qū)動芯片電源端；
[0005] 其中，燈管異常電流檢測器由燈異常電流互感磁環(huán)穿過拾取燈管電流，電感L13感 生電壓二極管VDi檢波，電阻R15、電容C13濾波經(jīng)電阻R13接入振蕩驅(qū)動芯片燈故障控制器 SD，經(jīng)電阻R12接入場效應(yīng)管Q5柵極。
[0006] 本發(fā)明產(chǎn)生積極效果：解決直流低電壓、大電流供電自激和它激雙推逆變振蕩高 穩(wěn)頻相位同步功率合成，達(dá)到單個自激或它激推挽逆變器難以得到的大功率低壓鈉燈照 明，避免器件溫升高振蕩頻率變化功率失衡，穩(wěn)定燈光，延長使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007] 圖1本發(fā)明技術(shù)方案原理框圖
[0008] 圖2基準(zhǔn)晶振電路
[0009] 圖3直流低壓電源注鎖功率合成低壓鈉燈電路

【具體實施方式】
[0010] 參照圖1、2、3,本發(fā)明【具體實施方式】和實施例：包括直流低壓電源1、低壓鈉燈管 9,基準(zhǔn)晶振2、分頻器3、振蕩驅(qū)動芯片4、推挽放大器5、推挽振蕩器6、相加耦合器7,燈管 異常電流檢測器8,其中，基準(zhǔn)晶振2由石英晶體諧振器JT、兩個反相器IQ、IC 2及電阻札、 電容組成，第一個反相器iq輸入與輸出兩端跨接偏置電阻1^，并分別并接接地電 容Cp C2，同時，還跨接串聯(lián)微調(diào)電容Q的石英晶體諧振器JT，基準(zhǔn)晶振2輸出信號經(jīng)第二 個反相器IC2接分頻器3,振蕩驅(qū)動芯片4,即IC 4IR2156內(nèi)含RC振蕩器、推挽放大驅(qū)動電 路、電流檢測CS、燈故障控制器SD，RC振蕩器外接電阻R2、電容C 4產(chǎn)生振蕩，輸出經(jīng)推挽放 大驅(qū)動電路接推挽放大器5兩個大功率M0S場效應(yīng)管％、Q2柵極，Qp Q2漏極并接變壓器?\ 電感U兩端，振蕩驅(qū)動芯片4電源端經(jīng)電阻R7降壓電容C 8旁路和電感U中點經(jīng)電感 L3、電容C7旁路接直流低壓電源+V，Q2源極串聯(lián)電阻R6接地，經(jīng)電阻R 4、電容C6接振蕩驅(qū)動 芯片4的CS，推挽振蕩器6由兩個大功率M0S場效應(yīng)管Q3、Q 4漏極并接變壓器T3電感L4兩 端，Q3、Q 4柵極接變壓器T2電感L8兩端，電感L8中點并聯(lián)源極接地的場效應(yīng)管Q 5漏極和偏 置電阻R8、R14，電感L7、電阻R 1(l與變壓器T3電感L5閉合，電感L4中點經(jīng)電感L 9、旁路電容C9 接直流低壓電源+V，Q3、Q4源極經(jīng)接地電阻R9壓降電流接電阻R n，電阻Rn和燈管異常電流 檢測器8信號接場效應(yīng)管Q5柵極，推挽放大器5輸出功率變壓器?\與推挽振蕩器6輸出功 率變壓器Τ 3由相加耦合器7功率合成、升壓，經(jīng)諧振電容Cn電感L12接低壓鈉燈管9啟輝， 基準(zhǔn)晶振2接分頻器3分頻+N基準(zhǔn)信號&經(jīng)電容C 3、C4分壓注入RC振蕩器CT端鎖定相 位，由推挽放大器5輸出功率變壓器?\與推挽振蕩器6輸出功率變壓器T 3在相加耦合器7 功率合成互耦注鎖頻率牽引相干同步鎖定相位，燈管異常電流檢測器8信號接振蕩驅(qū)動芯 片4燈故障控制器SD，直流低壓電源1接基準(zhǔn)晶振2、分頻器3電源端。
[0011] IC4引腳符號功能：V。。電源端，CT接振蕩定時電容C4, RT接振蕩定時電阻R2, ％驅(qū) 動％，h驅(qū)動Q2, CS電流檢測，SD燈故障保護(hù)控制，COM接地。
[0012] 振蕩驅(qū)動芯片IC4電源端V。。由電阻R7降壓，電容c 8濾波供給產(chǎn)生振蕩，它激振蕩 驅(qū)動推挽放大器％、Q2，輪流導(dǎo)通、截止半周；推挽振蕩器自激振蕩Q 3、04輪流導(dǎo)通、截止半 周，雙推輸出功率疊加合成拖動大功率燈具，擴容可靠，但要求兩個振蕩電壓相位一致，消 除非線性互調(diào)功率不均衡，獲取穩(wěn)定的輸出功率。為此，引入注入鎖相解決功率合成相位同 步技術(shù)。
[0013] 基準(zhǔn)晶振石英諧振器頻率受溫度變化極小，高度穩(wěn)定?；鶞?zhǔn)信號經(jīng)分頻器注入振 蕩驅(qū)動芯片鎖定相位。未注入基準(zhǔn)信號振蕩驅(qū)動芯片IC 4的RC振蕩器自由頻率，注入基準(zhǔn) 信號RC振蕩電壓與其矢量合成，通過RC振蕩器非線性變頻鎖定相位，振蕩信號與注入基準(zhǔn) 信號僅有一個固定的相位差。同步帶寬與注入功率正比，與RC振蕩器有載Q值反比，由于 基準(zhǔn)信號注入在輸入端，增益高，小功率鎖定。分頻器IC 3二進(jìn)制或十進(jìn)制計數(shù)器分頻。
[0014] 注入鎖相無需壓控調(diào)諧、鑒相和環(huán)路濾波，因此電路結(jié)構(gòu)簡單，附加成本低。注入 鎖相本質(zhì)上與環(huán)路鎖相沒差別，性能優(yōu)越，相加耦合器疊加推挽放大器和推挽振蕩器輸出 功率合成，"緊密捆綁"互耦注鎖效應(yīng)推挽放大器牽引推挽振蕩器頻率相干同步鎖定相位， 適于功率合成燈具穩(wěn)定振蕩頻率相位同步，避免器件溫升過高功率失衡，穩(wěn)定燈光延長使 用壽命。
[0015] 相加耦合器T4電感L1(l將兩個推挽輸出功率變壓器?\、T 3，電感L2、L6反相激勵電 流疊加，相位差180°低次諧波相互抵消，輸出電流變換加倍總和送到燈負(fù)載，輸入電壓、頻 率、相位及負(fù)載相同，電流相等均衡電阻R 16無功率損耗。
[0016] 推挽振蕩器τ2、τ3雙變壓器振蕩，輸出變壓器τ 3不飽和，功效高。諧振頻率調(diào)l4， 振蕩反饋調(diào)電阻R1(l或電感L 5，調(diào)整頻率和反饋互不牽連。
[0017] 燈異常電流磁環(huán)電感L13電壓二極管VDi檢波，電阻R15、電容C 13濾波經(jīng)電阻R12，電 容C1(l使Q5導(dǎo)通，推挽振蕩器功率管Q 3、Q4截止；振蕩驅(qū)動芯片IC4燈故障控制器30控制停 振，保護(hù)推挽放大器％、Q 2。同時，燈異常電流電阻R6壓降經(jīng)電阻R4、電容C6使芯片IC 4電 流檢測CS開啟保護(hù)Qi、Q2 ;燈異常電流電阻R9壓降經(jīng)電阻Rn、電容C1Q進(jìn)而使Q5導(dǎo)通，雙重 保護(hù)Q 3、Q4。
[0018] 實施例直流低壓電源電壓30V，雙推電流2. 6A，引燃66W低壓鈉燈管G，效率84%， 晝夜開燈照明，功率M0S管溫升在允許值內(nèi)，使用壽命長。
【權(quán)利要求】
1. 一種直流低壓電源注鎖功率合成低壓鈉燈，包括直流低壓電源、低壓鈉燈管，其特征 在于：還包括基準(zhǔn)晶振、分頻器、振蕩驅(qū)動芯片、推挽放大器、推挽振蕩器、相加耦合器、燈管 異常電流檢測器，其中，基準(zhǔn)晶振由石英晶體諧振器、兩個反相器及電阻、電容組成，第一個 反相器輸入與輸出兩端跨接偏置電阻，并分別并接接地電容，同時，還跨接串聯(lián)微調(diào)電容的 石英晶體諧振器，基準(zhǔn)晶振輸出信號經(jīng)第二個反相器接入分頻器，振蕩驅(qū)動芯片內(nèi)含RC振 蕩器、推挽放大驅(qū)動電路、電流檢測CS、燈故障控制SD，RC振蕩器外接電阻R 2、電容C4產(chǎn)生 振蕩，輸出經(jīng)推挽放大驅(qū)動電路接推挽放大器兩個大功率MOS場效應(yīng)管％、Q 2柵極，Qi、Q2漏 極并接變壓器?\電感U兩端，振蕩驅(qū)動芯片電源端經(jīng)電阻R7降壓電容C 8旁路和電感U中 心點經(jīng)電感L3、電容C7旁路接直流低壓電源，Q 2源極串聯(lián)電阻R6接地，經(jīng)電阻R4、電容C6接 振蕩驅(qū)動芯片停振端SD，推挽振蕩器由兩個大功率MOS場效應(yīng)管Q 3、Q4漏極接變壓器T3電 感L4兩端，Q 3、Q4柵極接變壓器Τ2電感L8兩端，電感L8中點并聯(lián)源極接地場效應(yīng)管Q 5漏極 及電阻R8、R14，電感L7、電阻R 1(l與變壓器T3電感L5閉合，電感L4中心點經(jīng)電感L 9和旁路電 容C9接直流低壓電源，Q3、Q4源極經(jīng)接地電阻R 9壓降取樣電流連接電阻Rn，電阻Rn和燈管 異常電流檢測器信號接場效應(yīng)管Q 5柵極，燈管異常電流檢測器信號接振蕩驅(qū)動芯片燈故障 控制器SD，推挽放大器輸出功率變壓器?\與推挽振蕩器輸出功率變壓器T 3由相加耦合器 功率合成、升壓，經(jīng)諧振電容Cn、電感L12接低壓鈉燈管啟輝，基準(zhǔn)晶振信號經(jīng)分頻器注入振 蕩驅(qū)動芯片RC振蕩器C T端鎖定相位，由推挽放大器變壓器?\與推挽振蕩器變壓器T3在相 加耦合器功率合成互耦注鎖頻率牽引相干同步鎖定相位，直流低壓電源接基準(zhǔn)晶振、分頻 器電源端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流低壓電源注鎖功率合成低壓鈉燈，其特征在于：燈管異 常電流檢測器由燈異常電流互感磁環(huán)穿入拾取燈管電流，電感L 13感生電壓二極管VDi檢 波，電阻R15、電容C13濾波經(jīng)電阻R 13接入振蕩驅(qū)動芯片燈故障控制器SD，經(jīng)電阻R12、電容 接入場效應(yīng)管Q5柵極。
【文檔編號】H05B41/292GK104105305SQ201310155132
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月15日
【發(fā)明者】阮樹成, 阮小青 申請人:阮小青