雙半橋注入鎖相功率合成黑光燈組的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電光源照明【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種雙半橋注入鎖相功率合成黑光燈組。包括電源濾波器EMI和整流橋堆、功率因數(shù)校正APFC、黑光燈組、基準(zhǔn)晶振、分頻器、兩個(gè)自振蕩芯片4、6、半橋逆變器A、半橋逆變器B、相加耦合器，兩個(gè)自振蕩芯片4、6的RC振蕩器共接電阻R11、電容C15同步振蕩，自振蕩芯片4及半橋逆變器A輸出功率變壓器T2與自振蕩芯片6及半橋逆變器B輸出功率變壓器T3反相饋入相加耦合器，功率合成匹配燈管啟輝產(chǎn)生紫外線光輻射，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)明適用于農(nóng)村田間、果園、牧場(chǎng)等場(chǎng)合黑光燈引誘殺害蟲(chóng)。
【專利說(shuō)明】雙半橋注入鎖相功率合成黑光燈組

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電光源照明【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種雙半橋注入鎖相功率合成黑光燈 組。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)用LC或RC振蕩器作為黑光燈光源，產(chǎn)生的振蕩頻率受溫度變化穩(wěn)定性 差影響功率不夠穩(wěn)定，導(dǎo)致光強(qiáng)下降，雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便，成本低。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。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供逆變振蕩高穩(wěn)頻相位同步，輻射大功率紫外線誘殺害蟲(chóng)的一 種雙半橋注入鎖相功率合成黑光燈組。
[0004] 本發(fā)明技術(shù)解決方案為：包括電源濾波器EMI、整流橋堆、功率因數(shù)校正APFC、黑 光燈管組、基準(zhǔn)晶振、分頻器、兩個(gè)自振蕩芯片、半橋逆變器A、半橋逆變器B、相加耦合器、 燈管異常電流檢測(cè)器，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偏置電阻，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、半橋逆變驅(qū)動(dòng)電路，兩個(gè)自振蕩芯片RC振蕩器共接電阻Rn、C15同步振蕩，輸出分 別經(jīng)半橋逆變驅(qū)動(dòng)電路連接均由兩個(gè)功率M0S場(chǎng)效應(yīng)管互補(bǔ)組成的半橋逆變器A、半橋逆 變器B，自振蕩芯片及半橋逆變器A輸出功率變壓器T 2與自振蕩芯片及半橋逆變器B輸出 功率變壓器Τ3反相饋入相加耦合器，功率合成匹配黑光燈管組引燃產(chǎn)生紫外線光輻射引誘 害蟲(chóng)，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，燈管異常電流 檢測(cè)器信號(hào)經(jīng)三極管接入兩個(gè)自振蕩芯片RC振蕩器CT端快速停振，電網(wǎng)電源經(jīng)電源濾波 器EMI、整流橋堆、功率因數(shù)校正APFC輸出電壓接入基準(zhǔn)晶振、分頻器、自振蕩芯片及半橋 逆變器A、自振蕩芯片及半橋逆變器B的電源端；
[0005] 而功率因數(shù)校正APFC由芯片IC4、功率M0S場(chǎng)效應(yīng)管％、升壓二極管VDn、磁性變壓 器?\及電阻、電容組成，整流橋堆輸出經(jīng)磁性變壓器?\電感L3接％漏極、升壓二極管VDn 至電容Cn作為功率因數(shù)校正APFC輸出，電阻R4接整流橋堆輸出引入芯片IC4電源端，并 與磁性變壓器?\電感L 4經(jīng)二極管VD5檢波電壓為芯片IC4控制門限開(kāi)啟，電阻R2、R 3接整 流橋堆輸出分壓取樣接入芯片IC4乘法器一端，乘法器另一端接電阻R8、R 9分壓取樣輸出電 壓，乘法器輸出與％源極接地電阻點(diǎn)連接峰值電流檢測(cè)比較器，芯片IC4輸出接％柵極，磁 性變壓器?\電感L 5高頻電壓由二極管VD6~9整流、二極管VD1(I穩(wěn)壓、電容C 12濾波接基準(zhǔn)晶 振、分頻器電源端。
[0006] 本發(fā)明產(chǎn)生積極效果：解決雙半橋逆變振蕩高穩(wěn)頻、相位同步功率合成，達(dá)到單個(gè) 自振蕩半橋逆變器難以得到的大功率黑光燈組紫外線光源誘殺害蟲(chóng)，避免器件溫升高振蕩 頻率變化功率失衡，穩(wěn)定光源延長(zhǎng)使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)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雙半橋注入鎖相功率合成黑光燈組電路

【具體實(shí)施方式】
[0010] 參照?qǐng)D1、2、3(圖3以自振蕩芯片及半橋逆變器A電路為例、自振蕩芯片及半橋逆 變器B相同），本發(fā)明【具體實(shí)施方式】和實(shí)施例：包括電源濾波器EMI與整流橋堆10、功率因 數(shù)校正APFC1、黑光燈管組9、基準(zhǔn)晶振2、分頻器3、自振蕩芯片4、6,半橋逆變器A5、半橋逆 變器B7、相加耦合器8、燈管異常電流檢測(cè)器11，其中，基準(zhǔn)晶振2由石英晶體諧振器JT、兩 個(gè)反相器ICp IC2及電阻&、電容〇!、Cp C2組成，第一個(gè)反相器IQ輸入與輸出兩端跨接偏 置電阻&，并分別并接接地電容，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IC 2接入分頻器IC3，自振蕩芯片IC5IR2153內(nèi)含RC振 蕩器、半橋逆變驅(qū)動(dòng)電路，兩個(gè)自振蕩芯片4、6的RC振蕩器共接電阻R n、電容C15同步振蕩， 輸出分別經(jīng)半橋逆變驅(qū)動(dòng)電路連接均由兩個(gè)功率M0S場(chǎng)效應(yīng)管Q 2、Q3互補(bǔ)組成的半橋逆變 器A、半橋逆變器B，自振蕩芯片4及半橋逆變器A5輸出功率變壓器T 2與自振蕩芯片6及半 橋逆變器Β7輸出功率變壓器Τ3反相饋入相加耦合器8,功率合成匹配黑光燈管組9引燃產(chǎn) 生紫外線光輻射引誘害蟲(chóng)，基準(zhǔn)晶振2經(jīng)分頻器3分頻+Ν基準(zhǔn)信號(hào)&電容C 14、C15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，燈管異常電流檢測(cè)器11信號(hào)經(jīng)三極管 VI\接入兩個(gè)自振蕩芯片4、6的RC振蕩器CT端快速停振，電網(wǎng)電源經(jīng)電源濾波器EMI與整 流橋堆10、功率因數(shù)校正APFC1輸出電壓+15V接入基準(zhǔn)晶振2、分頻器3, +400V接入自振 蕩芯片4及半橋逆變器A5、自振蕩芯片6及半橋逆變器B7電源端。
[0011] ic4引腳符號(hào)功能：V。。芯片邏輯控制低壓電源，IDET零電流檢測(cè)，MULT乘法器輸 入，INV誤差放大器輸入，EA誤差放大器輸出，CS脈寬調(diào)制比較器，OUT驅(qū)動(dòng)器輸出，GND接 地。
[0012] IC5引腳符號(hào)功能：Vrc芯片低壓電源端，VB驅(qū)動(dòng)器浮置電源，H0驅(qū)動(dòng)Q 2柵極，L0驅(qū) 動(dòng)Q3柵極，vs浮置電源回歸，RT接振蕩定時(shí)電阻，C T接振蕩定時(shí)電容，0CM功率信號(hào)接地。
[0013] 自振蕩芯片IC5由電阻R1(l、電容C13降壓供給啟動(dòng)產(chǎn)生振蕩，驅(qū)動(dòng)半橋功率M0S管 q2、q3，使之輪流導(dǎo)通/截止，此時(shí)逆變器中點(diǎn)輸出方波電壓經(jīng)電阻r14、電容c 17、二極管vd12、 VD13整流對(duì)電容C13充電，供自振蕩芯片IC5電源，轉(zhuǎn)換后電阻R 1(l停止供電，降低功耗。二 極管vd14對(duì)電容c16自舉充電，浮置供電驅(qū)動(dòng)半橋逆變器減少功耗。
[0014] 兩個(gè)逆變器功率合成拖動(dòng)大功率燈具，擴(kuò)容可靠，但兩個(gè)自振蕩芯片振蕩電壓相 位應(yīng)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)。
[0015] 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(hào)經(jīng)分頻器注入自 振蕩芯片RC振蕩器鎖定相位。未注入基準(zhǔn)信號(hào)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，小功率即可鎖定，兩個(gè)自振蕩芯片共接定時(shí)電 阻R n、電容C15同步振蕩鎖定時(shí)間快?；鶞?zhǔn)信號(hào)分頻注入選配較高頻率的高穩(wěn)頻特性諧振 器，鎖定數(shù)十至數(shù)百千赫LC或RC振蕩器。分頻器IC 3二進(jìn)制或十進(jìn)制計(jì)數(shù)器分頻。
[0016] 注入鎖相無(wú)須壓控調(diào)諧、鑒相、環(huán)路濾波，電路簡(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，適合功率合成燈具穩(wěn)定振蕩頻率相位同步，避免器件溫升過(guò) 高功率失衡，穩(wěn)定燈光延長(zhǎng)使用壽命。
[0017] 相加耦合器T4電感L1(l將兩個(gè)半橋輸出功率變壓器T 2、T3電感L7、L9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)載功效確實(shí)，兩 個(gè)電流相等時(shí)平衡電阻R 17無(wú)功率損耗。
[0018] 燈異常檢測(cè)由燈電流互感磁環(huán)電感L12電壓二極管VD15檢波、電容C 2(l、電阻R18濾 波經(jīng)電阻R15、R16分壓，三極管VI\觸發(fā)兩個(gè)自振蕩芯片RC振蕩器C T端，當(dāng)芯片內(nèi)部的比較 器電壓降低到Vrc/6以下，迅速停振快速關(guān)斷逆變器功率管，免受損壞。
[0019] 電子鎮(zhèn)流器接入交流電源呈阻抗性負(fù)載，輸入電壓和電流有較大相位差，功率因 數(shù)低，由芯片IC 4L6562、大功率M0S管Qi等組成功率因數(shù)校正APFC提高功率因數(shù)，減小電 流總諧波失真，輸出電壓恒定，保障大功率振蕩幅值穩(wěn)定使燈光不變。電源濾波器抑制振蕩 諧波干擾通過(guò)電網(wǎng)傳輸。
[0020] 實(shí)施例電源AC90?250V，功率因數(shù)校正APFC輸出電壓DC400V，功率因數(shù)0. 98,兩 個(gè)半橋逆變電流〇. 58A，點(diǎn)燃200W黑光燈管組Di、Dn，效率86%。適用于農(nóng)村田間、果園、牧 場(chǎng)等場(chǎng)合黑光燈誘殺害蟲(chóng)。
【權(quán)利要求】
1. 一種雙半橋注入鎖相功率合成黑光燈組，包括電源濾波器EMI、整流橋堆、黑光燈管 組，其特征在于：還包括功率因數(shù)校正APFC、基準(zhǔn)晶振、分頻器、兩個(gè)自振蕩芯片、半橋逆變 器A、半橋逆變器B、相加耦合器、燈管異常電流檢測(cè)器，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偏置電阻，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、半橋逆變驅(qū)動(dòng)電路，兩個(gè)自振蕩芯片RC振蕩器共 接電阻R n、電容C15同步振蕩，輸出分別經(jīng)半橋逆變驅(qū)動(dòng)電路連接均由兩個(gè)功率MOS場(chǎng)效 應(yīng)管互補(bǔ)組成的半橋逆變器A、半橋逆變器B，自振蕩芯片及半橋逆變器A輸出功率變壓器 T2與自振蕩芯片及半橋逆變器B輸出功率變壓器T3反相饋入相加耦合器，功率合成匹配黑 光燈管組引燃產(chǎn)生紫外線光輻射引誘害蟲(chóng)，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CT端鎖定相位，燈管異常電流檢測(cè)器信號(hào)經(jīng)三極管接入兩個(gè)自振蕩芯片RC振蕩器 CT端快速停振，電網(wǎng)電源經(jīng)電源濾波器EMI、整流橋堆、功率因數(shù)校正APFC輸出電壓接入基 準(zhǔn)晶振、分頻器、自振蕩芯片及半橋逆變器A、自振蕩芯片及半橋逆變器B的電源端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙半橋注入鎖相功率合成黑光燈組，其特征在于：功率因數(shù) 校正APFC由芯片IC4、功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管％、升壓二極管VD n、磁性變壓器?\及電阻、電容組 成，整流橋堆輸出經(jīng)磁性變壓器?\電感L3接％漏極、升壓二極管VD n至電容Cn作為功率 因數(shù)校正APFC輸出，電阻R4接整流橋堆輸出引入芯片IC 4電源端，并與磁性變壓器?\電感 L4經(jīng)二極管VD5檢波電壓為芯片IC4控制門限開(kāi)啟，電阻R2、R 3接整流橋堆輸出分壓取樣接 入芯片IC4乘法器一端，乘法器另一端接電阻R8、R 9分壓取樣輸出電壓，乘法器輸出與％源 極接地電阻點(diǎn)連接峰值電流檢測(cè)比較器，芯片IC4輸出接％柵極，磁性變壓器?\電感L 5高 頻電壓由二極管VD6~9整流、二極管VD1(I穩(wěn)壓、電容C 12濾波接基準(zhǔn)晶振、分頻器電源端。
【文檔編號(hào)】A01M1/22GK104105284SQ201310156035
【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, 阮雪芬 申請(qǐng)人:阮雪芬