太陽(yáng)能電源雙推注鎖功率合成鹵鎢燈的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電光源照明【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種太陽(yáng)能電源雙推注鎖功率合成鹵鎢燈。兩個(gè)自振蕩芯片4、6共接定時(shí)電阻R2、電容C4同步振蕩，自振蕩芯片4及推挽逆變器A輸出功率變壓器T1與自振蕩芯片6及推挽逆變器B輸出功率變壓器T2由相加耦合器功率合成，饋送燈管電路點(diǎn)燃鹵鎢燈，基準(zhǔn)晶振信號(hào)經(jīng)分頻器注入兩個(gè)自振蕩芯片4、6的RC振蕩器鎖定相位，避免器件溫升過(guò)高振蕩頻率變化功率失衡燈光下降。本發(fā)明適用于太陽(yáng)能電源低電壓、大電流供電鹵鎢燈照明場(chǎng)合。
【專利說(shuō)明】太陽(yáng)能電源雙推注鎖功率合成南鎢燈

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電光源照明【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種太陽(yáng)能電源雙推注鎖功率合成鹵鎢 燈。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)常用LC或RC振蕩器作為鹵鎢燈光源，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(qiáng)下降，尤其太陽(yáng)能電源供電的鹵鎢燈工作在低電壓、大電流，雖然 直交DC-AC逆變電子變壓器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便，成本低。由于電源電壓低，要得到大功率照明勢(shì)必 增大器件電流，致使振蕩功率管功耗劇增溫升過(guò)高導(dǎo)致振蕩頻率變化，結(jié)果會(huì)使燈光隨頻 率變化功率幅值失衡。同時(shí)，大電流通過(guò)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(shí)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。由兩個(gè)振蕩逆變功率疊加拖動(dòng)大功率鹵鎢燈，解決器件功 率容量的限制。但是，功率合成振蕩電壓相位要求一致，以克服非線性互調(diào)功率不均衡。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供太陽(yáng)能電源低電壓大電流供電，逆變振蕩高穩(wěn)頻相位同步的 一種太陽(yáng)能電源雙推注鎖功率合成鹵鎢燈。
[0004] 本發(fā)明技術(shù)解決方案為：包括太陽(yáng)能電源、鹵鎢燈管、基準(zhǔn)晶振、分頻器、兩個(gè)自振 蕩芯片、推挽逆變器A、推挽逆變器B、相加耦合器T 3、燈管電路，其中，基準(zhǔn)晶振由石英晶體 諧振器、兩個(gè)反相器及電阻、電容組成，第一個(gè)反相器輸入與輸出兩端跨接電阻偏置，并分 別并接接地電容，同時(shí)，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(hào)經(jīng)第二 個(gè)反相器接入分頻器，自振蕩芯片內(nèi)含RC振蕩器、推挽逆變驅(qū)動(dòng)電路、燈故障保護(hù)控制器 SD，兩個(gè)自振蕩芯片RC振蕩器共接電阻馬、電容(；同步振蕩，輸出分別經(jīng)推挽逆變驅(qū)動(dòng)電路 連接均由兩個(gè)大功率M0S場(chǎng)效應(yīng)管組成的推挽逆變器Α、推挽逆變器Β，自振蕩芯片及推挽 逆變器Α輸出功率變壓器?\電感L 2與自振蕩芯片及推挽逆變器Β輸出功率變壓器Τ2電感 L5由相加耦合器Τ3電感L6功率合成，電感L7接燈管電路鹵鎢燈管點(diǎn)燃，基準(zhǔn)晶振信號(hào)經(jīng)分 頻器注入兩個(gè)自振蕩芯片RC振蕩器C T端鎖定相位，燈管電路燈異常檢測(cè)信號(hào)接入兩個(gè)自 振蕩芯片燈故障保護(hù)控制器SD，太陽(yáng)能電源連接基準(zhǔn)晶振、分頻器、自振蕩芯片及推挽逆變 器A、自振蕩芯片及推挽逆變器B的電源端；
[0005] 其中，燈管電路由鹵鎢燈管接相加耦合器!^電感L7的一端，電感L7另一端穿過(guò)燈 異常電流互感磁環(huán)接地，電感L 8電壓經(jīng)二極管VDi檢波、電容C9、電阻R1(l濾波接入兩個(gè)自振 蕩芯片燈故障保護(hù)控制器SD，快速停振關(guān)斷逆變功率管；
[0006] 太陽(yáng)能電源由光伏電池板Ei輸出串聯(lián)阻塞二極管VD2，繼電器觸點(diǎn)J-1連接蓄電 池 E2和接有開(kāi)關(guān)S的鹵鎢燈DW，蓄電池 E2過(guò)壓控制取樣電阻RpRPi、!^接入時(shí)基芯片IC5 高電平觸發(fā)端TH，欠壓控制取樣電阻R14、RP2、R15接入低電平觸發(fā)端TL，時(shí)基芯片IC 5輸出 接繼電器，蓄電池串入快速熔絲F，并接防反接二極管VD3。
[0007] 本發(fā)明產(chǎn)生積極效果：解決太陽(yáng)能電源低電壓、大電流雙推挽逆變振蕩高穩(wěn)頻相 位同步功率合成，達(dá)到單個(gè)自振蕩推挽逆變器難以得到的大功率鹵鎢燈照明，避免器件溫 升高振蕩頻率變化功率失衡，穩(wěn)定燈光，延長(zhǎng)使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008] 圖1本發(fā)明技術(shù)方案原理框圖 [0009] 圖2基準(zhǔn)晶振電路
[0010] 圖3太陽(yáng)能電源雙推注鎖功率合成鹵鎢燈電路
[0011] 圖4太陽(yáng)能電源電路

【具體實(shí)施方式】
[0012] 參照?qǐng)D1、2、3、4(圖3以自振蕩芯片及推挽逆變器A為例，自振蕩芯片及推挽逆變 器B與A相同），本發(fā)明【具體實(shí)施方式】和實(shí)施例：包括太陽(yáng)能電源1、鹵鎢燈管9、基準(zhǔn)晶振 2、分頻器3、兩個(gè)自振蕩芯片4、6，推挽逆變器A5、推挽逆變器B7、相加耦合器T 38、燈管電路 10,其中，基準(zhǔn)晶振2由石英晶體諧振器JT、兩個(gè)反相器及電阻&、電容CpCpQ組 成，第一個(gè)反相器1(^輸入與輸出兩端跨接電阻&偏置，并分別并接接地電容Q、C 2，同時(shí)， 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(hào)經(jīng)第二個(gè)反相器IC2接 入分頻器3,自振蕩芯片IC 4IR2157內(nèi)含RC振蕩器、推挽逆變驅(qū)動(dòng)電路、燈故障保護(hù)控制器 SD，兩個(gè)自振蕩芯片4、6的RC振蕩器共接電阻馬、電容C4同步振蕩，輸出分別經(jīng)推挽逆變 驅(qū)動(dòng)電路連接均由兩個(gè)大功率M0S場(chǎng)效應(yīng)管組成的推挽逆變器A5、推挽逆變器B7,自振蕩 芯片4及推挽逆變器A5輸出功率變壓器?\電感L 2與自振蕩芯片6及推挽逆變器B7輸出 功率變壓器T2電感L5由相加耦合器T 3電感L6功率合成，電感L7接燈管電路10點(diǎn)燃鹵鎢 燈管9,基準(zhǔn)晶振2信號(hào)經(jīng)分頻器3分頻+N基準(zhǔn)信號(hào)&電容C 3、C4分壓注入兩個(gè)自振蕩 芯片4、6的RC振蕩器CT端鎖定相位，燈管電路燈10異常檢測(cè)信號(hào)接入兩個(gè)自振蕩芯片4、 6燈故障保護(hù)控制器SD，太陽(yáng)能電源1分別連接基準(zhǔn)晶振2、分頻器3、自振蕩芯片4及推挽 逆變器A5、自振蕩芯片6及推挽逆變器B7電源端+V。
[0013] IC4引腳符號(hào)功能：V。。電源端，CT接振蕩器定時(shí)電容C4, RT接振蕩器定時(shí)電阻R2， %驅(qū)動(dòng)％，h驅(qū)動(dòng)Q2, CS電流檢測(cè)，SD燈故障保護(hù)控制，COM接地。
[0014] IC5引腳符號(hào)功能：V。。電源端，TL低電平觸發(fā)，TH高電平觸發(fā)，VMK復(fù)位，Vc電壓控 制，D IS放電端，V。輸出端，GND接地。
[0015] 太陽(yáng)能電源由電阻Rn降壓，電容c7濾波，供給自振蕩芯片IC 4電源產(chǎn)生振蕩， 經(jīng)％、h驅(qū)動(dòng)推挽逆變器，大功率M0S管％、Q2輪流導(dǎo)通、截止半周，輸出功率接相加耦合器 與推挽逆變器B輸出功率合成。兩個(gè)逆變器功率合成拖動(dòng)大功率燈具，擴(kuò)容可靠，但要求兩 個(gè)自振蕩芯片振蕩電壓相位一致，以消除非線性互調(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)。
[0016] 基于注入基準(zhǔn)頻率是鎖定振蕩頻率的整數(shù)倍，或振蕩頻率是基準(zhǔn)頻率的整數(shù)倍， 基準(zhǔn)信號(hào)分頻注入選配較高頻率的高穩(wěn)頻特性石英諧振器，易于鎖定數(shù)十至數(shù)百千赫LC 或RC振蕩器。分頻器IC3二進(jìn)制或十進(jìn)制計(jì)數(shù)分頻?；鶞?zhǔn)晶振石英諧振器品質(zhì)因數(shù)高，頻 率受溫度變化極小，高度穩(wěn)定作鎖定基準(zhǔn)信號(hào)。
[0017] 基準(zhǔn)信號(hào)經(jīng)分頻注入自振蕩芯片CT端鎖定相位。未注入基準(zhǔn)信號(hào)自振蕩芯片RC 振蕩器產(chǎn)生自由振蕩頻率，注入基準(zhǔn)信號(hào)RC振蕩電壓與其矢量合成，通過(guò)自振蕩芯片非線 性變頻鎖定相位，振蕩信號(hào)與注入基準(zhǔn)信號(hào)僅有一個(gè)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(hào)注入RC振蕩器的輸入端，增益高，小功率鎖 定。兩個(gè)自振蕩芯片RC振蕩器共接電阻艮、電容C 4同步振蕩，鎖定時(shí)間快。
[0018] 注入鎖相不用壓控調(diào)諧、鑒相器、環(huán)路濾波器，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能優(yōu)越，附加成本 低。注入鎖相本質(zhì)上與環(huán)路鎖相沒(méi)差別，只是結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程不同，適于功率合成燈具穩(wěn)定 振蕩頻率相位同步，穩(wěn)定輸出功率避免器件溫升過(guò)高功率失衡，延長(zhǎng)使用壽命。相加耦合器 T3電感L6將雙推輸出功率變壓器?\電感L2和T2電感L 5反相激勵(lì)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，兩個(gè)電流相等時(shí)平衡電阻R 9無(wú)功 率損耗。
[0019] 燈異常時(shí)電流互感磁環(huán)電感L8電壓二極管VDi檢波，電容C9、電阻R 1(l濾波經(jīng)電阻 R7、R8接入兩個(gè)自振蕩芯片及推挽逆變器的燈故障保護(hù)控制器，關(guān)斷RC振蕩器，保護(hù)雙推挽 逆變器功率管，免受損壞。電阻R 6壓降經(jīng)電阻R4、電容C8開(kāi)啟自振蕩芯片的CS端，進(jìn)而保 護(hù)雙推挽逆變器功率管。
[0020] 太陽(yáng)能電源欠壓控制，蓄電池電壓低于時(shí)基芯片ICS555低電平觸發(fā)端TL取樣 1/3^。時(shí)，時(shí)基芯片置位，繼電器J吸合，觸點(diǎn)J-1接通蓄電池充電，當(dāng)蓄電池電壓充足，過(guò) 壓控制電壓高于高電平觸發(fā)端HL取樣2/3V。。，時(shí)基芯片復(fù)位，繼電器釋放觸點(diǎn)J-1，切斷太 陽(yáng)能電池對(duì)蓄電池過(guò)壓充電。隨著燈具DW照明消耗電能蓄電池電壓降低到置位電壓，太陽(yáng) 能電池恢復(fù)充電，使蓄電池電壓保持在照明所需值，開(kāi)關(guān)S控制燈照明。
[0021] 阻塞二極管VD2單向?qū)щ姺乐剐铍姵貙?duì)太陽(yáng)能電池反充電，二極管VD3當(dāng)蓄電池反 接導(dǎo)通短路，快速燒斷熔絲F保護(hù)蓄電池。電容C 1(l、Cn去耦，電阻R16、電容C12、穩(wěn)壓二極管 VD4供時(shí)基芯片電源，二極管VD5抑制繼電器J線圈吸合、釋放產(chǎn)生的反向電壓。
[0022] 實(shí)施例太陽(yáng)能電源電壓30V，工作電流2. 5A，雙推輸出功率合成匹配65W鹵鎢燈D， 逆變效率達(dá)86 %，燈光穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)。
【權(quán)利要求】
1. 一種太陽(yáng)能電源雙推注鎖功率合成鹵鎢燈，包括太陽(yáng)能電源、鹵鎢燈管，其特征在 于：還包括基準(zhǔn)晶振、分頻器、兩個(gè)自振蕩芯片、推挽放大器A、推挽放大器B、相加耦合器 T3、燈管電路，其中，基準(zhǔn)晶振由石英晶體諧振器、兩個(gè)反相器及電阻、電容組成，第一個(gè)反 相器輸入與輸出兩端跨接電阻偏置，并分別并接接地電容，同時(shí)，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(hào)經(jīng)第二個(gè)反相器接入分頻器，自振蕩芯片內(nèi)含RC振蕩 器、推挽放大驅(qū)動(dòng)電路、燈故障保護(hù)控制器SD，兩個(gè)自振蕩芯片RC振蕩器共接電阻R 2、電容 C4同步振蕩，輸出分別經(jīng)推挽放大驅(qū)動(dòng)電路連接均由兩個(gè)大功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管組成的推挽 放大器A、推挽放大器B，自振蕩芯片及推挽放大器A輸出功率變壓器1\電感L 2與自振蕩芯 片及推挽放大器B輸出功率變壓器T2電感L5由相加耦合器T 3電感L6功率成合，電感L7接 燈管電路鹵鎢燈管點(diǎn)燃，基準(zhǔn)晶振信號(hào)經(jīng)分頻器注入兩個(gè)自振蕩芯片RC振蕩器C T端鎖定 相位，燈管電路燈異常檢測(cè)信號(hào)接入兩個(gè)自振蕩芯片燈故障保護(hù)控制器SD，太陽(yáng)能電源連 接基準(zhǔn)晶振、分頻器、自振蕩芯片及推挽放大器A、自振蕩芯片及推挽放大器B的電源端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電源雙推注鎖功率合成鹵鎢燈，其特征在于：燈管電 路由鹵鎢燈管接相加耦合器T3電感L 7的一端，電感L7另一端穿過(guò)燈異常電流互感磁環(huán)接 地，電感L8電壓經(jīng)二極管VDi檢波、電容C 9、電阻R1(l濾波接入兩個(gè)自振蕩芯片燈故障保護(hù)控 制器SD，快速停振關(guān)斷逆變功率管。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電源雙推注鎖功率合成鹵鎢燈，其特征在于：太陽(yáng)能 電源由光伏電池板Ei輸出串聯(lián)阻塞二極管VD 2，繼電器觸點(diǎn)J-1連接蓄電池 E2和接有開(kāi)關(guān) S的鹵鎢燈具DW，蓄電池 E2過(guò)壓控制取樣電阻R12、RPp R13接入時(shí)基芯片IC5高電平觸發(fā)端 TH，欠壓控制取樣電阻R14、RP2、R15接入低電平觸發(fā)端TL，時(shí)基芯片IC 5輸出接繼電器，蓄電 池串入快速熔絲F，并接防反接二極管VD3。
【文檔編號(hào)】H05B39/04GK104105275SQ201310155136
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)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(shù)成, 阮小青 申請(qǐng)人:阮小青