專(zhuān)利名稱(chēng)：太陽(yáng)能電源雙橋振蕩功率合成無(wú)極燈的制作方法
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)能電源雙橋振蕩功率合成無(wú)極燈。
背景技術(shù)：
在汽車(chē)、火車(chē)和船只沒(méi)交流電源或野外露營(yíng)休閑供電不便的場(chǎng)合，采用太陽(yáng)能電源的無(wú)極燈可產(chǎn)生較強(qiáng)的光照亮度，高頻能量耦合線圈激發(fā)管壁等離子體通過(guò)熒光粉光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生光射，光電轉(zhuǎn)換效率較高，光線柔和宜人，使用壽命長(zhǎng)。然而，無(wú)極燈是一種氣體放電產(chǎn)生光亮，引燃后穩(wěn)定工作電壓為90V-140V，燈管電流至少在數(shù)百毫安。要求振蕩輸出功率足夠大，電源電壓較低時(shí)電流就必須增大。而且，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。此外， 增設(shè)調(diào)光功能可適合不同照明需要，在不需要強(qiáng)光照明時(shí)，降低光射強(qiáng)度以節(jié)約耗電量，減小光污染。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供太陽(yáng)能低壓電源供電，拖動(dòng)大功率燈負(fù)載的一種太陽(yáng)能電源雙橋振蕩功率合成無(wú)極燈。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、蓄電池組成太陽(yáng)能電源和逆變器與無(wú)極燈管，還包括逆變器由兩個(gè)橋式振蕩器可調(diào)脈沖發(fā)生器、相加耦合器和燈管電路、過(guò)載檢測(cè)保護(hù)電路組成，兩個(gè)橋式振蕩器分為橋式振蕩器6a和橋式振蕩器6b，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，諧振回路兩端分別并接兩個(gè)PNP大功率振蕩管集電極和兩個(gè)NPN大功率振蕩管集電極，兩個(gè)PNP大功率振蕩管發(fā)射極接電源正極，兩個(gè)NPN大功率振蕩管發(fā)射極接地， 四個(gè)大功率振蕩管集電極與發(fā)射極之間并聯(lián)二極管，諧振回路兩端還并聯(lián)交叉耦合到對(duì)管基極電阻靜態(tài)偏置和電容正反饋構(gòu)成橋式振蕩器，兩個(gè)NPN大功率振蕩管基極并接控制信號(hào)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，可調(diào)脈沖發(fā)生器輸出信號(hào)接入兩個(gè)橋式振蕩器接口管控制調(diào)光，橋式振蕩器6a與橋式振蕩器6b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功率合成，升壓接入燈管電路，其燈管電路輸入并接串聯(lián)吸收尖峰脈沖的電阻、電容，然后接串聯(lián)諧振電路電感、 電容，再連接兩個(gè)耦合線圈，其兩個(gè)耦合線圈磁環(huán)套在閉合的無(wú)極燈管上，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峰值檢波，檢測(cè)電壓接入橋式振蕩器6a和橋式振蕩器6b接口管控制振蕩管，可調(diào)脈沖發(fā)生器電源端接入太陽(yáng)能電源；而可調(diào)脈沖發(fā)生器由時(shí)基集成電路、電位器與電阻、充電電容及二極管組成，電位器一端串聯(lián)二極管，另一端接時(shí)基集成電路的第二和第六腳，并在時(shí)基集成電路第七腳并接串聯(lián)的二極管與電阻，在第七腳經(jīng)另一個(gè)電阻接入電源，電位器中點(diǎn)滑動(dòng)端接充電電容，滑動(dòng)電位器構(gòu)成連續(xù)可調(diào)的脈沖發(fā)生器，經(jīng)三極管功率放大輸出信號(hào)接入雙橋振蕩器的接口管控制調(diào)光；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由太陽(yáng)能低壓電源供電雙橋振蕩器功率合成，獲取大功率燈負(fù)載高光效，脈沖大范圍調(diào)光，振蕩電路互補(bǔ)串饋供電，電源電壓高，電流小，顯著降低功耗輸出功率大。阻容交叉耦合全橋振蕩功率合成不僅高效，偶次諧波相互抵消，負(fù)載輸出為純正弦波，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橋式振蕩器電路圖3雙橋振蕩器功率合成和燈管及過(guò)載檢測(cè)保護(hù)電路圖4可調(diào)脈沖發(fā)生器電路圖5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、圖2(圖2以橋式振蕩器6a電路為例，橋式振蕩器6b電路相同)和圖 3、5，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組成太陽(yáng)能電源1和逆變器與無(wú)極燈管G，還包括逆變器由兩個(gè)橋式振蕩器6、可調(diào)脈沖發(fā)生器4、相加耦合器5和燈管電路3、過(guò)載檢測(cè)保護(hù)電路2組成，兩個(gè)橋式振蕩器6分為橋式振蕩器6a和橋式振蕩器6b，分別由鐵氧體磁性變壓器Tl、T2初級(jí)電感Ll并聯(lián)電容CO為諧振回路，諧振回路兩端分別并接兩個(gè)PNP大功率振蕩管Ql、Q2集電極和兩個(gè)NPN大功率振蕩管Q3、Q4集電極，兩個(gè)PNP大功率振蕩管 QU Q2發(fā)射極接太陽(yáng)能電源1正極互補(bǔ)串饋供電，兩個(gè)NPN大功率振蕩管Q3、Q4發(fā)射極接地，四個(gè)大功率振蕩管Q1、Q2和Q3、Q4集電極與發(fā)射極之間均并聯(lián)二極管VD1、VD2和VD3、 VD4,諧振回路兩端還并聯(lián)交叉耦合到對(duì)管基極電阻R1、R2和R3、R4靜態(tài)偏置和電容C1、C2 和C3、C4正反饋構(gòu)成橋式振蕩器，兩個(gè)NPN大功率振蕩管Q3、Q4基極并接控制信號(hào)接口管 Q5、Q6集電極，Q5、Q6基極、集電極接電壓負(fù)反饋偏置電阻R5、R6，發(fā)射極接地，可調(diào)脈沖發(fā)生器4輸出信號(hào)經(jīng)電阻R7、R8、電容C5接入兩個(gè)橋式振蕩器6接口管Q5、Q6控制調(diào)光，橋式振蕩器6a與橋式振蕩器6b輸出功率分別由鐵氧體磁性變壓器Tl和T2次級(jí)電感L2反相接入相加耦合器5功率合成，升壓接入燈管電路3，其燈管電路3輸入并接吸收尖峰脈沖串聯(lián)的電阻R12、電容C7，然后接串聯(lián)諧振電路電感L4、電容C8，再連接兩個(gè)耦合線圈L5、 L6，其兩個(gè)耦合線圈磁環(huán)套在閉合的無(wú)極燈管G上，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L3感生電壓二極管VD5峰值檢波電壓經(jīng)電容C6濾波，電阻R9、R10接入兩個(gè)橋式振蕩器接口管Q5、Q6控制振蕩管Q3、Q4。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Q5、Q6飽和導(dǎo)通，振蕩管Q3、Q4及Ql、Q2截止停振，起保護(hù)作用。二極管VDl、VD2和VD3、VD4選用快速恢復(fù)型，保護(hù)振蕩管Ql、Q2與Q3、Q4免受振蕩高反壓擊穿?？烧{(diào)脈沖發(fā)生器4電源端接入太陽(yáng)能電源1。橋式振蕩器PNP、NPN三極管兩個(gè)互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)阻容交叉耦合推挽振蕩相互耦合而成， 大功率振蕩管Q1、Q2和Q3、Q4導(dǎo)通角為90度交替工作，輸出電流為半余弦波脈沖，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(fù)載輸出為純正弦波，不僅高效，互補(bǔ)串饋供電，電源電壓高，電流小，顯著降低功耗，輸出功率大。通用大功率三極管構(gòu)成橋式振蕩輸出功率匹配60W左右的燈管，當(dāng)要求更大功率輸出匹配例如120W燈負(fù)載時(shí)，僅幾只器件直接并聯(lián)運(yùn)用不能令人滿意，雙橋振蕩功率合成疊加輸出功率效果明顯，通過(guò)相加耦合器5將雙橋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，當(dāng)兩個(gè)電流相等時(shí)，平衡電阻Rll無(wú)功率損耗。圖4，調(diào)光脈沖發(fā)生器電位器RPl兩端分別串聯(lián)二極管VD6和VD7，并在VD7 —端還串聯(lián)一個(gè)電阻R13，然后并接在時(shí)基集成電路ICl的第七腳，電位器RPl中點(diǎn)滑動(dòng)端接充電電容C9，由此構(gòu)成時(shí)基集成電路ICl占空比大范圍連續(xù)可調(diào)的脈沖發(fā)生器，經(jīng)三極管Q7 功率放大輸出接入雙橋振蕩器6接口管Q5、Q6。低電平時(shí)接口管Q5、Q6截止，振蕩管Q3、Q4 和Q1、Q2導(dǎo)通工作，燈點(diǎn)亮，高電平時(shí)Q5、Q6導(dǎo)通，振蕩管Q3、Q4和Q1、Q2截止，燈熄滅，從而控制脈沖占空比即控制雙橋振蕩輸出平均功率，實(shí)現(xiàn)調(diào)光。由于電位器RPl阻值遠(yuǎn)大于電阻R13、R14充電時(shí)VD6導(dǎo)通，放電時(shí)VD7導(dǎo)通，占空比可調(diào)范圍極大。電容CIO、Cll對(duì)地旁路。電阻R15、R17限流，R16為三極管Q7負(fù)載電阻。圖5，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VD9基準(zhǔn)電壓時(shí)，Al輸出為低電平，三極管Q8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VD9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VDll基準(zhǔn)電壓時(shí)，A2輸出為低電平，三極管Q9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VDll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R18、R19、R20和R23、R24、R25及電位器RP2、RP3 分壓分別接入運(yùn)算放大器A1、A2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R21、 R26和電位器RP2、RP3達(dá)到切換門(mén)限值。電阻R22、R27限流作用。圖中，二極管VD8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VD13防反接，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VD10、VD12 吸收繼電器J1、J2線圈反向電勢(shì)，防護(hù)擊穿三極管Q8、Q9。電壓配接器Id內(nèi)置電源退耦濾波器連接雙橋振蕩器6、可調(diào)脈沖發(fā)生器4電源端。本實(shí)施例太陽(yáng)能電源電壓60V，雙橋振蕩器頻率147KHZ，調(diào)光脈沖最小占空比輸出平均功率匹配126W無(wú)極燈管，調(diào)光脈沖最大占空比平均功率30W，調(diào)光明顯改變照明光強(qiáng)，在降低光射強(qiáng)度時(shí)還起到節(jié)約耗電作用。
權(quán)利要求1.一種太陽(yáng)能電源雙橋振蕩功率合成無(wú)極燈，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、蓄電池組成太陽(yáng)能電源和逆變器與無(wú)極燈管，其特征在于還包括逆變器由兩個(gè)橋式振蕩器、可調(diào)脈沖發(fā)生器、相加耦合器、燈管電路、過(guò)載檢測(cè)保護(hù)電路及電源組成，兩個(gè)橋式振蕩器分為橋式振蕩器(6a)和橋式振蕩器(6b)，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，諧振回路兩端分別并接兩個(gè)PNP 大功率振蕩管集電極和兩個(gè)NPN大功率振蕩管集電極，兩個(gè)PNP大功率振蕩管發(fā)射極接太陽(yáng)能電源正極，兩個(gè)NPN大功率振蕩管發(fā)射極接地，四個(gè)大功率振蕩管集電極與發(fā)射極之間并聯(lián)二極管，諧振回路兩端還并聯(lián)交叉耦合到對(duì)管基極電阻靜態(tài)偏置和電容正反饋構(gòu)成橋式振蕩器，兩個(gè)NPN大功率振蕩管基極并接控制信號(hào)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，可調(diào)脈沖發(fā)生器輸出信號(hào)接入橋式振蕩器(6a)和橋式振蕩器(6b)接口管調(diào)光，橋式振蕩器(6a)與橋式振蕩器(6b)輸出功率分別由鐵氧體磁性變壓器(Tl)和(1 次級(jí)電感反相接入相加耦合器功率合成，橋式振蕩器(6a)和橋式振蕩器(6b)經(jīng)相加耦合器功率合成、升壓接入燈管電路，其燈管電路輸入并接串聯(lián)吸收尖峰脈沖的電阻、電容，然后接串聯(lián)諧振電路電感、電容，再連接兩個(gè)耦合線圈，其兩個(gè)耦合線圈磁環(huán)套在閉合的無(wú)極燈管上，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峰值檢波，檢測(cè)電壓接入橋式振蕩器(6a)和橋式振蕩器(6b)接口管控制振蕩管，可調(diào)脈沖發(fā)生器電源端接入太陽(yáng)能電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電源雙橋振蕩功率合成無(wú)極燈，其特征在于可調(diào)脈沖發(fā)生器由時(shí)基集成電路、電位器與電阻、充電電容及二極管組成，電位器一端串聯(lián)二極管，另一端接時(shí)基集成電路的第二和第六腳，并在時(shí)基集成電路第七腳并接串聯(lián)的二極管與電阻，在第七腳經(jīng)另一個(gè)電阻接入電源，電位器中點(diǎn)滑動(dòng)端接充電電容，滑動(dòng)電位器構(gòu)成連續(xù)可調(diào)的脈沖發(fā)生器，經(jīng)三極管功率放大輸出信號(hào)接入雙橋振蕩器的接口管控制調(diào)光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電源雙橋振蕩功率合成無(wú)極燈，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)能電源雙橋振蕩功率合成無(wú)極燈。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、電壓配接器、蓄電池組成太陽(yáng)能電源和逆變器與無(wú)極燈管，還包括逆變器由兩個(gè)橋式振蕩器、可調(diào)脈沖發(fā)生器、相加耦合器、燈管電路及過(guò)載檢測(cè)保護(hù)電路組成，雙橋振蕩功率合成脈沖大范圍調(diào)光，輸出功率接入燈管電路產(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)、火車(chē)、船只無(wú)交流電源或供電不便的場(chǎng)合大功率無(wú)極燈照明。
文檔編號(hào)H05B41/38GK201976324SQ20112010124
公開(kāi)日2011年9月14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)明者阮樹(shù)成, 阮雪芬 申請(qǐng)人:阮雪芬