太陽(yáng)能電源雙全橋注鎖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【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種太陽(yáng)能電源雙全橋注鎖功率合成黑光燈組。兩個(gè)RC振蕩器共接電阻R3、電容C4同步振蕩，自振蕩芯片4及全橋逆變器A輸出功率變壓器T1與自振蕩芯片6及全橋逆變器B輸出功率變壓器T2反相饋入相加耦合器，功率合成匹配黑光燈管組，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，獲取大功率照明避免器件溫升過(guò)高振蕩頻率變化功率失衡燈光下降，燈管異常電流檢測(cè)器信號(hào)經(jīng)三極管接入兩個(gè)自振蕩芯片振蕩器SD端，控制振蕩快速停振關(guān)斷全橋逆變器功率MOS管。本發(fā)明適用于農(nóng)村田間、果園黑光燈誘殺害蟲。
【專利說(shuō)明】太陽(yáng)能電源雙全橋注鎖功率合成黑光燈組

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電光源照明【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種太陽(yáng)能電源雙全橋注鎖功率合成黑 光燈組。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)通常用LC或RC振蕩器作為黑光燈組電光源，產(chǎn)生的振蕩頻率受溫度變 化穩(wěn)定性差影響功率不夠穩(wěn)定，導(dǎo)致光強(qiáng)下降，雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉。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。疊加逆變功率拖動(dòng)大功率燈，解決器件功率容量限 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)明的目的是提供太陽(yáng)能電源供電，逆變振蕩高穩(wěn)頻相位同步大功率輻射紫外 線誘殺害蟲的一種太陽(yáng)能電源雙全橋注鎖功率合成黑光燈組。
[0004] 本發(fā)明技術(shù)解決方案為：包括太陽(yáng)能電源、黑光燈管組、基準(zhǔn)晶振、分頻器、兩個(gè)自 振蕩芯片、全橋逆變器A、全橋逆變器B、相加耦合器、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)含振蕩器、全橋逆變驅(qū)動(dòng)電路，兩個(gè)自振蕩芯片振蕩器 共接電阻R 3、電容C4同步振蕩，輸出分別經(jīng)全橋逆變驅(qū)動(dòng)電路連接均由四個(gè)功率M0S場(chǎng)效應(yīng) 管兩組互補(bǔ)半橋合成的全橋逆變器A、全橋逆變器B，自振蕩芯片及全橋逆變器A輸出功率 變壓器?\與自振蕩芯片及全橋逆變器B輸出功率變壓器1~ 2反相饋入相加耦合器功率合成， 接入燈管電路匹配黑光燈管組，基準(zhǔn)晶振信號(hào)經(jīng)分頻器注入兩個(gè)自振蕩芯片ΕΧ0端鎖定相 位，燈管電路異常電流檢測(cè)信號(hào)經(jīng)三極管接入兩個(gè)自振蕩芯片SD端，控制振蕩快速停振關(guān) 斷全橋逆變器功率M0S場(chǎng)效應(yīng)管，太陽(yáng)能電源接入基準(zhǔn)晶振、分頻器、自振蕩芯片及全橋逆 變器Α、自振蕩芯片及全橋逆變器Β的電源端；
[0005] 其中，燈管電路由黑光燈管組一端接相加耦合器Τ3電感L6，另一端穿過(guò)燈電流檢 測(cè)互感磁環(huán)接地，電感L7接二極管VDi檢波，電容C9、電阻R7濾波經(jīng)電阻R 4、R5分壓、三極管 觸發(fā)兩個(gè)自振蕩芯片燈故障保護(hù)控制端SD ;
[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和接有開關(guān)S的黑光燈DW，蓄電池 E2過(guò)壓控制取樣電阻R8、RPp R9接入時(shí)基芯片IC5 高電平觸發(fā)端TH，欠壓控制取樣電阻R1(l、RP2、Rn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)能電源雙全橋逆變振蕩高穩(wěn)頻、相位同步功率合 成，達(dá)到單個(gè)自振蕩全橋逆變器難以得到的大功率黑光燈紫外線誘殺害蟲，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】
[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)能電源雙全橋注鎖功率合成黑光燈組電路
[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以自振蕩芯片及全橋逆變器A電路為例，自振蕩芯片及全橋 逆變器B相同），本發(fā)明【具體實(shí)施方式】和實(shí)施例：包括太陽(yáng)能電源1、黑光燈管組9、基準(zhǔn)晶 振2、分頻器3、兩個(gè)自振蕩芯片4、6、全橋逆變器A5、全橋逆變器B7、相加耦合器8、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IQ、IC 2及電阻&、電容Q、Q、 C2組成，第一個(gè)反相器1(^輸入與輸出兩端跨接偏置電阻&，并分別并接接地電容Ci、C2，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3,自振蕩芯片IC4 UBA2030T內(nèi)含振蕩器、全橋逆變驅(qū)動(dòng)電路，兩個(gè)自振蕩芯片 4、6振蕩器共接電阻R3、電容C4同步振蕩，輸出分別經(jīng)全橋逆變驅(qū)動(dòng)電路連接均由四個(gè)功率 M0S場(chǎng)效應(yīng)管％、Q2、Q3、Q4兩組互補(bǔ)半橋合成的全橋逆變器A5、全橋逆變器B7,自振蕩芯片 4及全橋逆變器A5輸出功率變壓器?\與自振蕩芯片6及全橋逆變器B7輸出功率變壓器T 2 反相饋入相加耦合器8功率合成，接入燈管電路10匹配黑光燈管組9,基準(zhǔn)晶振2信號(hào)經(jīng)分 頻器3分頻+Ν基準(zhǔn)信號(hào)&注入兩個(gè)自振蕩芯片4、6的ΕΧ0端鎖定相位，燈管電路10異 常電流檢測(cè)信號(hào)經(jīng)三極管接入兩個(gè)自振蕩芯片4、6的SD端，控制振蕩快速停振關(guān)斷全橋逆 變器功率M0S場(chǎng)效應(yīng)管，太陽(yáng)能電源1接入基準(zhǔn)晶振2、分頻器3、自振蕩芯片4及全橋逆變 器Α5和自振蕩芯片6及全橋逆變器Β7的電源端。
[0013] IC4引腳符號(hào)功能：HV高壓電源，VDD低壓電源，RC振蕩器輸入，ΕΧ0外接振蕩器， GHL驅(qū)動(dòng)％，GLL驅(qū)動(dòng)Q2, GHR驅(qū)動(dòng)Q3, GLR驅(qū)動(dòng)Q4, SHL橋路輸出接％源極、輸出變壓器?\ 電感U，SHR橋路輸出接Q3源極、電容C7, BE橋路使能控制，BER橋路使能參考，DTC死區(qū)時(shí) 間控制，F(xiàn)SL浮置電源，F(xiàn)SR浮置電源，SD關(guān)閉振蕩，GND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，DIS放電端，V。輸出端，GND接地。
[0015] 自振蕩芯片IC4電源端HV接入太陽(yáng)能電源高壓，由芯片內(nèi)部生成直流低壓電源VDD 產(chǎn)生振蕩，電容c3濾除紋波，振蕩啟動(dòng)自舉電容c5充電浮置供電，全橋逆變器對(duì)角線功率 M0S管％、Q4導(dǎo)通，Q2、Q3截止，此時(shí)電容C6充電浮置供電，Qp Q4導(dǎo)通，Q2、Q3截止，輪流工作 半個(gè)周期，輸出電壓為方波。全橋交替切換由RC振蕩器振蕩頻率的1/2頻率控制，電阻R 2 控制振蕩波形死區(qū)時(shí)間。
[0016] 兩個(gè)全橋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)。
[0017] 注入鎖相不用壓控調(diào)諧、鑒相器、環(huán)路濾波器，因此電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，附加成本低。注 入鎖相本質(zhì)上與環(huán)路鎖相沒(méi)差別，性能優(yōu)越，適于功率合成大功率燈具穩(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，穩(wěn)定燈光延長(zhǎng)使用壽命。
[0018] 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ΕΧ0端鎖定相位。未注入基準(zhǔn)信號(hào)自振蕩芯片RC振蕩器自由振蕩頻率，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)自振蕩芯片共接電阻R 3和 電容C4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)頻特性石英諧振器， 鎖定數(shù)十至數(shù)百千赫LC或RC振蕩器。分頻器IC3計(jì)數(shù)器二進(jìn)制或十進(jìn)制分頻。
[0019] 相加耦合器τ3電感L5將兩個(gè)推挽輸出功率變壓器1\、T 2電感L2、L4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，輸入電壓、頻 率、相位及負(fù)載相同，電流相等均衡電阻R 6無(wú)功率損耗。
[0020] 燈異常檢測(cè)互感磁環(huán)電感L7電壓二極管VDi檢波、電容C9、電阻R 7濾波，經(jīng)電阻R4、 R5分壓，三極管VI\觸發(fā)兩個(gè)自振蕩芯片SD端，當(dāng)觸發(fā)電壓4. 5V?VDD高電平信號(hào)時(shí)，迅速 停振快速關(guān)斷全橋逆變器功率管，以免受損。
[0021] 太陽(yáng)能電源欠壓控制，蓄電池電壓低于時(shí)基芯片IC5 555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。隨著黑光燈DW照射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，開關(guān)S控制燈照射。
[0022] 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(I、C12去耦，電阻R12、電容Cn、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吸合、釋放產(chǎn)生的反向電壓，防護(hù)IC5受損。
[0023] 實(shí)施例太陽(yáng)能電源450V，兩個(gè)全橋逆變器總電流0. 62A，驅(qū)動(dòng)240W黑光燈管組 Gi?Gn，效率86%，逆變電流小功耗低，光源穩(wěn)定。適用于農(nóng)村田間、果園誘殺害蟲。
【權(quán)利要求】
1. 一種太陽(yáng)能電源雙全橋注鎖功率合成黑光燈組，包括太陽(yáng)能電源、黑光燈管組，其特 征在于：還包括基準(zhǔn)晶振、分頻器、兩個(gè)自振蕩芯片、全橋逆變器A、全橋逆變器B、相加耦合 器、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)含振蕩器、全 橋逆變驅(qū)動(dòng)電路，兩個(gè)自振蕩芯片振蕩器共接電阻R 3、電容C4同步振蕩，輸出分別經(jīng)全橋逆 變驅(qū)動(dòng)電路連接均由四個(gè)功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管兩組互補(bǔ)半橋合成的全橋逆變器A、全橋逆變 器B，自振蕩芯片及全橋逆變器A輸出功率變壓器?\與自振蕩芯片及全橋逆變器B輸出功 率變壓器Τ 2反相饋入相加耦合器功率合成，接入燈管電路匹配黑光燈管組，基準(zhǔn)晶振信號(hào) 經(jīng)分頻器注入兩個(gè)自振蕩芯片ΕΧΟ端鎖定相位，燈管電路異常電流檢測(cè)信號(hào)經(jīng)三極管接入 兩個(gè)自振蕩芯片SD端，控制振蕩快速停振關(guān)斷全橋逆變器功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管，太陽(yáng)能電源 接入基準(zhǔn)晶振、分頻器、自振蕩芯片及全橋逆變器Α、自振蕩芯片及全橋逆變器Β的電源端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電源雙全橋注鎖功率合成黑光燈組，其特征在于：燈 管電路由黑光燈管組一端接相加耦合器Τ3電感L 6，另一端穿過(guò)燈電流檢測(cè)互感磁環(huán)接地， 電感L7接二極管VDi檢波，電容C9、電阻R 7濾波經(jīng)電阻R4、R5分壓、三極管觸發(fā)兩個(gè)自振蕩 芯片燈故障保護(hù)控制端SD。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電源雙全橋注鎖功率合成黑光燈組，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 開關(guān)S的黑光燈組DW，蓄電池 E2過(guò)壓控制取樣電阻R8、RPp R9接入時(shí)基芯片IC5高電平觸 發(fā)端TH，欠壓控制取樣電阻R1(l、RP 2、Rn接入低電平觸發(fā)端TL，時(shí)基芯片IC5輸出接繼電器， 蓄電池串入快速熔絲F，并接防反接二極管VD 3。
【文檔編號(hào)】H05B41/26GK104105283SQ201310155742
【公開日】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】阮樹成, 梅玉剛 申請(qǐng)人:梅玉剛