直流低電壓雙推注入鎖相功率合成黑光燈的製作方法

2023-10-04 09:58:24 1

直流低電壓雙推注入鎖相功率合成黑光燈的製作方法
【專利摘要】本發明涉及電光源照明【技術領域】，具體是一種直流低電壓雙推注入鎖相功率合成黑光燈。兩個自振蕩晶片4、6共接定時電阻R2、電容C4同步振蕩，自振蕩晶片4及推挽放大器A輸出功率變壓器T1與自振蕩晶片6及推挽放大器B輸出功率變壓器T2由相加耦合器功率合成、升壓饋送燈管電路黑光燈輻射紫外線，基準晶振信號經分頻器注入兩個自振蕩晶片4、6的RC振蕩器鎖定相位，避免器件溫升過高振蕩頻率變化功率失衡光強下降。本發明適用於交流電源供電不便的田間、果園誘殺害蟲。
【專利說明】直流低電壓雙推注入鎖相功率合成黑光燈

【技術領域】
[0001] 本發明涉及電光源照明【技術領域】，具體是一種直流低電壓雙推注入鎖相功率合成 黑光燈。

【背景技術】
[0002] 現有技術常用LC或RC振蕩器作為黑光燈光源，產生的振蕩頻率受溫度變化穩定 性差影響功率不穩定光強下降，雖然結構簡便，成本低。由於電源電壓低，要得到大功率照 明勢必增大器件電流，使功率管功耗劇增溫升過高導致振蕩頻率變化，結果會使燈光隨頻 率變化功率幅值失衡。同時，大電流通過線圈溫升高磁性導磁率下降，磁飽和電感量變小 阻抗趨向零，燈具工作時間與溫升正比，溫升高加速器件老化，輕則燈管發光不穩定亮度下 降，重則燒壞器件縮短使用壽命。由兩個振蕩逆變功率疊加拖動大功率燈，解決器件功率容 量的限制。但是，功率合成振蕩電壓相位須要一致，以克服非線性互調功率不均衡。


【發明內容】

[0003] 本發明的目的是提供直流低電壓大電流供電，逆變振蕩高穩頻相位同步的一種直 流低電壓雙推注入鎖相功率合成黑光燈。
[0004] 本發明技術解決方案為：包括直流低壓電源、黑光燈管、基準晶振、分頻器、兩個自 振蕩晶片、推挽逆變器A、推挽逆變器B、相加耦合器T 3、黑光燈管電路、燈管電路，其中，基準 晶振由石英晶體諧振器、兩個反相器及電阻、電容組成，第一個反相器輸入與輸出兩端跨接 電阻偏置，並分別並接接地電容，同時，還跨接串聯微調電容的石英晶體諧振器，基準晶振 輸出信號經第二個反相器接入分頻器，自振蕩晶片內含RC振蕩器、推挽逆變驅動電路、燈 故障保護控制器SD，兩個自振蕩晶片RC振蕩器共接電阻R 2、電容C4同步振蕩，輸出分別經 推挽逆變驅動電路連接均由兩個大功率M0S場效應管組成的推挽逆變器A、推挽逆變器B， 自振蕩晶片及推挽逆變器A輸出功率變壓器?\電感L 2與自振蕩晶片及推挽逆變器B輸出 功率變壓器T2電感L5由相加耦合器T 3電感L6功率合成，電感L7升壓接燈管電路引燃黑光 燈管，基準晶振信號經分頻器注入兩個自振蕩晶片RC振蕩器輸入端(^鎖定相位，燈管電路 燈異常檢測信號接兩個自振蕩晶片燈故障保護控制器SD，直流低壓電源連接基準晶振、分 頻器、自振蕩晶片及推挽逆變器A、自振蕩晶片及推挽逆變器B的電源端；
[0005] 其中，燈管電路由黑光燈管一端接相加耦合器T3電感L7，另一端穿入燈管異常檢 測電流互感磁環接地，電流互感磁環電感L 8電壓經二極體VDi檢波、電容C9、電阻R1(l濾波接 入兩個自振蕩晶片燈故障保護控制器。
[0006] 本發明產生積極效果：解決直流低壓、大電流雙推挽逆變振蕩高穩頻相位同步功 率合成，達到單個自振蕩推挽逆變器難以得到的大功率黑光燈紫外線光源誘殺害蟲，避免 器件溫升高振蕩頻率變化功率失衡穩定光源，延長使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007] 圖1本發明技術方案原理框圖
[0008] 圖2基準晶振電路
[0009] 圖3直流低電壓雙推注入鎖相功率合成黑光燈電路

【具體實施方式】
[0010] 參照圖1、2、3(圖3以自振蕩晶片及推挽逆變器A為例，自振蕩晶片及推挽逆變器 B與A相同），本發明【具體實施方式】和實施例：包括直流低壓電源1、基準晶振2、分頻器3、兩 個自振蕩晶片4、6，推挽逆變器A5、推挽逆變器B7、相加耦合器8，黑光燈管電路9、燈管電路 10,其中，基準晶振2由石英晶體諧振器JT、兩個反相器及電阻&、電容CpCpQ組 成，第一個反相器1(^輸入與輸出兩端跨接電阻&偏置，並分別並接接地電容Q、C 2，同時， 還跨接串聯微調電容Q的石英晶體諧振器JT，基準晶振2輸出信號經第二個反相器IC2接 入分頻器3,自振蕩晶片IC 4IR2157內含RC振蕩器、推挽逆變驅動電路、燈故障保護控制器 SD，兩個自振蕩晶片4、6的RC振蕩器共接電阻馬、電容C4同步振蕩，輸出分別經推挽逆變 驅動電路連接均由兩個功率M0S場效應管％、Q 2組成的推挽逆變器A5、推挽逆變器B7，自振 蕩晶片4及推挽逆變器A5輸出功率變壓器?\電感L2與自振蕩晶片6及推挽逆變器B7輸 出功率變壓器T 2電感L5由相加耦合器T3電感L6功率合成，電感L 7升壓接燈管電路10引 燃黑光燈管9,基準晶振2信號經分頻器3分頻+N基準信號&由電容C3、C 4分壓注入兩個 自振蕩晶片4、6的RC振蕩器CT端鎖定相位，燈管電路10燈異常檢測信號接入兩個自振蕩 晶片4、6燈故障保護控制器SD，關閉振蕩，直流低壓電源1連接基準晶振2、分頻器3、自振 蕩晶片4及推挽逆變器A5、自振蕩晶片6及推挽逆變器B7的電源端+V。
[0011] IC4引腳符號功能：V。。電源端，CT接振蕩器定時電容C4, RT接振蕩器定時電阻R2， %驅動％，h驅動Q2, CS電流檢測，SD燈故障保護控制關閉振蕩，COM接地。
[0012] 自振蕩晶片IC4電源由電阻Rn降壓，電容C7濾波供給產生振蕩，經Hph驅動 推挽逆變器，大功率M0S管QpQ 2輪流導通、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。
[0013] 兩個逆變器功率合成拖動大功率燈具，擴容可靠，但要求兩個自振蕩晶片振蕩電 壓相位一致，以消除非線性互調功率不均衡，獲取穩定的輸出功率。為此，引入注入鎖相解 決功率合成相位同步技術。
[0014] 基於注入基準頻率鎖定振蕩頻率的整數倍，或振蕩頻率是基準頻率的整數倍，基 準信號分頻注入選配較高頻率的高穩頻特性石英諧振器，易於鎖定數十至數百千赫LC或 RC振蕩器。分頻器IC3二進位或十進位計數器分頻。基準晶振石英諧振器品質因數高，頻 率受溫度變化極小，高度穩定作為鎖定基準參考信號。
[0015] 基準信號經分頻注入自振蕩晶片CT端鎖定相位。未注入基準信號自振蕩晶片RC 振蕩器產生自由振蕩頻率，注入基準信號RC振蕩電壓與其矢量合成，通過自振蕩晶片非線 性變頻鎖定相位，振蕩信號與注入基準信號僅有一個固定的相位差。同步帶寬與注入功率 正比，與RC振蕩器有載Q值反比，由於基準信號注入RC振蕩器的輸入端，增益高，小功率鎖 定。兩個自振蕩晶片RC振蕩器共接電阻民、電容C 4同步振蕩，鎖定時間快。
[0016] 注入鎖相無須壓控調諧、鑑相器、環路濾波器，電路結構簡單，性能優越，附加成本 低。注入鎖相本質上與環路鎖相沒差別，只是結構和工作過程不同，適於功率合成燈具穩定 振蕩頻率相位同步，穩定輸出功率避免器件溫升過高功率失衡，延長使用壽命。相加耦合器 τ3電感L6將雙推輸出功率I\、T2電感L2、L 5反相激勵電流疊加，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載，兩個電流相等時平衡電阻R 9無功率損耗。
[0017] 燈異常時電流互感磁環電感L8電壓由二極體VDi檢波，電容C9、電阻R 1(l濾波經電 阻R7、R8接入兩個自振蕩晶片及推挽逆變器的燈故障保護控制器SD，關斷RC振蕩器，保護 雙推挽逆變功率管，免受損壞。燈異常功率管大電流還通過電阻R 6壓降經電阻R4、電容C8 開啟晶片IC4的CS端控制停振保護逆變功率M0S管。
[0018] 實施例直流低壓電源30V，逆變電流2.8A，雙推輸出匹配70W黑光燈管Dl、D2,效 率達83%，產生光源穩定，使用壽命長。適用於交流電源供電不便的田間、果園誘殺害蟲。
【權利要求】
1. 一種直流低電壓雙推注入鎖相功率合成黑光燈，包括直流低壓電源、黑光燈管，其特 徵在於：還包括基準晶振、分頻器、兩個自振蕩晶片、推挽放大器A、推挽放大器B、相加耦合 器1、燈管電路，其中，基準晶振由石英晶體諧振器、兩個反相器及電阻、電容組成，第一個 反相器輸入與輸出兩端跨接電阻偏置，並分別並接接地電容，同時，還跨接串聯微調電容的 石英晶體諧振器，基準晶振輸出信號經第二個反相器接入分頻器，自振蕩晶片內含RC振蕩 器、推挽放大驅動電路、燈故障保護控制器SD，兩個自振蕩晶片RC振蕩器共接電阻R 2、電容 C4同步振蕩，輸出分別經推挽放大驅動電路連接均由兩個大功率MOS場效應管組成的推挽 放大器A、推挽放大器B，自振蕩晶片及推挽放大器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功率合成、電感L7升 壓接燈管電路黑光燈管引燃，基準晶振信號經分頻器注入兩個自振蕩晶片RC振蕩器C T端 鎖定相位，燈管電路燈異常檢測信號接兩個自振蕩晶片燈故障保護控制器SD，直流低壓電 源連接基準晶振、分頻器、自振蕩晶片及推挽放大器A、自振蕩晶片及推挽放大器B的電源 端。
2. 根據權利要求1所述的直流低電壓雙推注入鎖相功率合成黑光燈，其特徵在於：燈 管電路由黑光燈管一端接相加耦合器T3電感L 7，另一端穿過燈管異常檢測電流互感磁環接 地，電流互感磁環電感L8電壓經二極體VDi檢波、電容C 9、電阻R1(l濾波接兩個自振蕩晶片燈 故障保護控制器SD。
【文檔編號】H05B41/26GK104105285SQ201310160097
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年4月15日 優先權日:2013年4月15日
【發明者】阮樹成, 張妙娟 申請人:張妙娟