太陽能直流燈電路的製作方法
2023-12-01 15:35:46
專利名稱：：太陽能直流燈電路的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種電路結構，特別是一種太陽能直流燈供電的電路結構。
背景技術：
：現在用到的直流燈線路結構主要有2種，一為ROYER推挽式電路，二為單管的回掃式電路。回掃式電路因效率低(一般50%左右)，輸出交流波形上下不對稱，燈管的整流效應比較重，加上該電路對燈管損壞很大，開關次數最多iooo次左右，所以實際應用中很少使用。如圖1所示，傳統的Royer線路容易計算頻率和啟動狀況，一般以L，anx2同諧振電容來計算初始頻率，在低壓供電時得到廣泛應用，現今市面上所做包括現有的紫外線部分所用的都是該類型線路，存在著大量的前人研究成果，工作原理相對簡單，對輸入電壓的範圍要求較寬，但它的缺點也是不容忽視的，不能大規模適用於一體化大功率的直流燈上，具體缺點如下1、對於燈管的耐壓要求為輸入電壓的3.14倍，目前使用的三極體大多數為D882，這種三極體電流有限，價格便宜。但如果要達到較達大的功率，三極體可以選擇的不多，價格成倍增長。磁芯在工作時經過飽和區，磁芯損耗較大，所以效率較低。通常比較好的情況電轉換效率為65%。如做到較大功率，EE磁芯加上工字磁芯和三極體體積就很大，難以調試，對磁芯的材料要求高，要求矩形磁滯回線。2、開關壽命短。普通情況沒有燈絲電流，比較難調整到燈管合適的工作狀態，啟動方式為高壓直接擊穿，隨著燈絲的損耗，啟動性能更差，開關次數難以達到3000次水平。如果加上繼電器預熱，可以加大開關次數，但繼電器的可靠性不佳，並且體積大，不容易做到一體化。高低溫性能也不佳。3、存在安全隱患。無論燈管壽命是否點亮，都有能擊穿燈管的最高電壓存在，後端鎮流電容長時間承受1500V的電壓和6(TC以上溫度，對電容的要求相對就很高，要留相當的餘量。在燈壽命結束或電路異常情況下，譬如鎮流電容被擊穿時如果不另外增加價格相對較高的溫控器來斷開電路，三極體和磁芯或者燈絲部分可能異常發熱，熱量足以熔掉塑膠件。還曾經有特例啟動不了的情況時，燈絲的溫度超高，甚至燒熔燈管玻璃。
發明內容本發明的目的是提供一種太陽能直流燈電路，本發明解決了現有的直流燈線路結構存在的損耗大、效率低、開關壽命短、有安全隱患的問題。太陽能直流燈電路，包括1、太陽能驅動電路(A);2、電路驅動網絡(B)，用於脈衝產發生裝置，驅動脈衝產生；電路驅動網絡(B)與太陽能驅動電路(A)的輸出相連接；3、分壓鉗制電路(C)，分壓電阻對驅動電路形成負反饋，穩壓管對驅動信號進行分壓和尖峰鉗制，抑制啟動瞬間和高壓輸入時的驅動電壓；分壓鉗制電路(C)與電路驅動網絡(B)並連;4、燈管電路結構(D)，由燈管、啟動電容、變壓器(T)構成，燈管電路結構(D)與分壓鉗制電路(C)並連。本發明的太陽能直流燈電路從根本上解決了Royer電路的很多問題，具有以下優點1.啟動性能極佳，依靠LC諧振啟動，在不加其他預熱電路的時候開關壽命也能達10000次左右。2.電轉換效率高，磁芯不需要氣隙，完全作為直流能量轉換來用，這點同普通半橋開關電源原理。7W以上光效大於601m/W，電能轉換效率達90%左右，功率損耗基本和220V的電子燈相當。3.開關管的耐壓要求低，開關管承受的電壓只稍高於電源電壓。對MOS管而言，30V左右的選擇較多，這類型的MOS管廣泛用於筆記本、MP3等電子產品上。最低價格可以在1.2元左右。如果改變驅動方式，改為雙N-ChannelM0SFET，價格在0.8元左右。4.安全性能好，壽命終結時燈絲斷開情況下鎮流器不損壞，不會形成振蕩。燈管漏氣情況下，因MOS管體積小，可能發生損壞也在很短的時間內，不會形成長時間的高溫。圖1是
背景技術：
中傳統技術的電路結構示意圖；圖2是本發明的結構示意圖；圖3是圖2電路的基本原理圖；圖4是本發明的實施方式中電路驅動波形對比圖(左側為現有技術驅動波形，左側為本發明電路的驅動波形)。具體實施例方式下面結合附圖並用最佳的實施例對本發明作詳細的說明。參閱圖2、圖3，太陽能直流燈電路，包括太陽能驅動電路A;電路驅動網絡B，用於脈衝產發生裝置，驅動脈衝產生；電路驅動網絡B與太陽能驅動電路A的輸出相連接；分壓鉗制電路C，分壓電阻對驅動電路形成負反饋，穩壓管對驅動信號進行分壓和尖峰鉗制，抑制啟動瞬間和高壓輸入時的驅動電壓；分壓鉗制電路C與電路驅動網絡B並連；燈管電路結構D，由燈管、啟動電容、變壓器T構成，燈管電路結構D與分壓鉗制電路C並連。所述的分壓鉗制電路C包括兩個徑向連接的二極體，二個二極體之間連接一電阻，二個二極體連接燈管電路結構D的變壓器。所述的電路驅動網絡B包括電容C5、電阻R4、電容C6和電感L1，電感LI和電容4C6的一端分別連接分壓鉗制電路C的兩端，電感L1和電容C6的另外一端並接後與電容C5的一端相連接，電容C5的另外一端連接電阻R4另外一端。本發明採用新型低壓半橋線路。因ROYER線路有很多缺點，所以我們現在採用了新開發的低壓半橋結構。可以通過低壓振蕩升壓鎮流後點燈，啟動方式依靠串聯諧振啟動方式。高頻點燈狀態下，有燈絲電路維持，更適合高頻狀況下燈絲的工作狀態。新型直流燈詳細信息下面的是用低壓半橋電路的驅動方式來設計的一種電路，參閱圖3，如果做成一體化的節能燈，要求鎮流器的體積小，耐高溫性能好，最好選擇有負溫度係數的M0SFET，例子中的選擇為S0P-8封裝的APM4546，30V耐壓內部有一個N-Channel和一個P-Channel獨立的M0SFET。因體積小，使直流變換器下面的空間得到很好的利用。條件允許的情況下其它元件也可以使用的貼片元件，增加生產效率。本發明的基本原理，參閱圖3。電路結構自激振蕩半橋拓樸(驅動鉗位)。電路驅動網絡B，驅動脈衝產生。自激驅動方式簡單便宜，整燈工作頻率由電路驅動網絡B決定。燈管、啟動電容、變壓器T對頻率影響極少。同一輸入電壓下工作狀態穩定，但隨著電壓的變化頻率也相應產生變化，尤其是高壓時，電路的頻率大為下降，造成功率上升，超出MOS管等的承受範圍而損壞鎮流器。另一種比較危險的情況就是啟動瞬間LC諧振產生較大的衝擊電流，引起驅動電壓很高，很強大的尖峰脈衝也使鎮流器的驅動超高，產生正反饋從而使整燈功率非常高而損壞。要彌補上面的這兩種情況，就必須引入負反饋，使工作頻率得到穩定。方案要簡單可靠，才不增加太多的體積和更大的成本。參閱圖43C部分，對所有依靠LC諧振電路來啟動燈管的電路來說啟動瞬間功率增長是很大的，也就意味著在這個瞬間，驅動繞組產生的反饋電壓也是很高的，可能超出LC驅動的選頻能力，造成更大的正反饋，鎮流器就工作在持續諧振的那個狀態，M0S管和穩壓管發熱嚴重，弓I起鎮流器損壞。所以在驅動部分增加了分壓鉗制電路C，分壓電阻對驅動電路形成負反饋，穩壓管對驅動信號進行分壓和尖峰鉗制，抑制啟動瞬間和高壓輸入時的驅動電壓，從而大大提升了整個電路抗衝擊能力，基本保持驅動電壓的穩定，也就保持了頻率的穩定。具體參數調試1、電感參數上面的電路整體類似於電子變壓器，只不過電子變壓器是輸出入高壓直流輸出低壓交流，低壓直流燈是輸入低壓直流輸出高壓交流。電子變壓器是使用磁環能量轉變，沒有氣隙，同樣我們的直流燈直流變換器也不需要氣隙。但要防止匝數太多可能帶來的磁飽和，那樣會增加磁芯損耗，整燈頻率控制可能失控。電感是能量轉換的核心，它的參數關係著效率和穩定性。EE13加寬型的磁芯初級不要超高10匝，次級根據燈管的啟動電壓來訂，小功率情況下一般以輸入電壓上限時，輸出電壓峰峰值低於燈管的啟動電壓。稍大功率時輸出電壓可以保持在300-400V有效值上，這個與220V的節能燈工作狀態基本保持一致。初級最好用多股線，儘量使線徑粗點。還要注意a、b繞組的相位。檢測時1^>>1^2+1^，如果不對，證明相位有誤。如果繞線方便，升壓變壓器應該也可以用電子變壓器使用的大磁環來5製作。2、其它參數調節頻率頻率的主要影響為B部分#的電路驅動網絡，如圖3中B，頻率選擇類似於脈衝產生器，在100-120Vac情況下日本和美國的節能燈鎮流器上這種驅動方式很常見。在驅動電壓比較穩定的情況下，這個LC網絡產生的頻率也是一個近似正弦波的波形，頻率穩定，不受燈管，變壓器燈參數的影響，只與框B中的Ll、C5、C6值有關。還有一個對頻率影響比較大的就是輸入電壓，當電壓變化後，充電時間常數就會變化，電壓越高頻率越低，電壓越低頻率越高，這個是這種驅動不足的地方。頻率不能和電壓成反比，就不能有效抑制功率的變化，不是太好。驅動電壓不可太高，要綜合考慮穩壓管的承受能力和MOS管的功耗，MOS管和穩壓管的功耗相互矛盾，一般調到綜合值最小。另外調節C2的值也能有效的控制頻率隨電壓的離散性，稍大一點對頻率穩定和溫升也有好處。3、個例描述元件清單(配9mm管徑7W燈管，實際調節可以調節扼流圈感量來控制功率)。tableseeoriginaldocumentpage7權利要求太陽能直流燈電路，包括燈管電路結構(D)，太陽能驅動電路(A)；其特徵在於，還包括電路驅動網絡(B)，用於脈衝產發生裝置，驅動脈衝產生；驅動網絡(B)與太陽能驅動電路(A)的輸出相連接分壓鉗制電路(C)，分壓電阻對驅動電路形成負反饋，穩壓管對驅動信號進行分壓和尖峰鉗制，抑制啟動瞬間和高壓輸入時的驅動電壓；分壓鉗制電路(C)與電路驅動網絡(B)並連；燈管電路結構(D)，由燈管、啟動電容、變壓器(T)構成，燈管電路結構(D)與分壓鉗制電路(C)並連。2.如權利要求l所述的太陽能直流燈電路，其特徵在於，所述的分壓鉗制電路(C)包括兩個徑向連接的二極體，二個二極體之間連接一電阻，二個二極體連接燈管電路結構(D)的變壓器。3.如權利要求2所述的太陽能直流燈電路，其特徵在於，所述的電路驅動網絡(B)包括電容(C5)、電阻(R4)、電容(C6)和電感(Ll)，電感(LI)和電容(C6)的一端分別連接分壓鉗制電路(C)的兩端，電感(Ll)和電容(C6)的另外一端並接後與電容(C5)的一端相連接，電容(C5)的另外一端連接電阻(R4)另外一端。全文摘要太陽能直流燈電路，涉及一種電路結構。包括太陽能驅動電路(A)；電路驅動網絡(B)，用於脈衝產發生裝置，驅動脈衝產生；分壓鉗制電路(C)，分壓電阻對驅動電路形成負反饋，穩壓管對驅動信號進行分壓和尖峰鉗制，抑制啟動瞬間和高壓輸入時的驅動電壓；燈管電路結構(D)，由燈管、啟動電容、變壓器(T)構成，燈管電路結構(D)與分壓鉗制電路(C)並連。本發明解決了現有的直流燈線路結構存在的損耗大、效率低、開關壽命短、有安全隱患的問題。文檔編號H05B41/14GK101695211SQ20091016796公開日2010年4月14日申請日期2009年10月21日優先權日2009年10月21日發明者鄧金和申請人:四川省全成節能科技有限公司;