太陽能電源推挽振蕩螢光燈的製作方法

2023-04-30 15:17:26

專利名稱：太陽能電源推挽振蕩螢光燈的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電子技術領域，具體是一種太陽能電源推挽振蕩螢光燈。
背景技術：
在汽車、船隻沒交流市電可供或野外露營休閒供電不便的場合，採用太陽能電源的螢光燈可產生較強的光照亮度，光電轉換效率較高，光線柔和宜人，使用方便。然而，螢光燈是一種氣體放電產生光亮，點火啟動電壓通常在500V以上才能激發管壁螢光粉塗層汞蒸，引燃後穩定工作電壓為40V-110V，燈管電流至少在數百毫安。而且，要求振蕩輸出功率足夠大，工作電壓較低時電流就必須增大，因此，大電流振蕩三極體功耗溫升引起管子電壓電流變化，同時大電流溫升也使線圈磁性導磁率下降電感量減小，嚴重的發生磁飽和電感變得很小，進而影響燈管電壓和電流改變，燈管發光亮度不穩定，甚至燒壞電子元器件。
發明內容本實用新型的目的是提供太陽能電源供電，拖動較大功率燈負載的一種太陽能電源推挽振蕩螢光燈。本實用新型技術解決方案為包括由太陽能電池陣列、過壓檢測控制器、欠壓檢測控制器、電壓配接器、蓄電池組成的太陽能電源和逆變器與螢光燈管，還包括逆變器由推挽振蕩器、燈管電路及過載檢測保護電路組成，推挽振蕩器由鐵氧體磁性變壓器初級電感並聯電容為諧振迴路，其電感中心抽頭經高頻扼流電感和旁路電容接入太陽能電源，諧振迴路兩端分別並接兩個大功率振蕩管集電極，發射極串聯電阻接地，諧振迴路兩端還並聯交叉耦合到對管基極電阻靜態偏置和電容正反饋構成推挽振蕩器，基極並接過載檢測信號控制接口管集電極，接口管基極與集電極接電壓負反饋偏置電阻，發射極接地，推挽振蕩器輸出功率由鐵氧體磁性變壓器次級電感升壓接入燈管電路，並由鐵氧體磁性變壓器次級電感兩端抽頭供燈管燈絲電壓預熱，過載檢測保護電路由燈負載電流經磁環電感感生電壓二極體峰值檢波，檢測電壓接入接口管控制振蕩管；過壓檢測控制器由運算放大器Al同相輸入端接穩壓二極體基準電壓，反相輸入端接蓄電池電壓，運算放大器Al輸出經三極體電流放大接繼電器線圈，常閉觸點切換太陽能電池陣列充電過壓控制；欠壓檢測控制器由運算放大器A2反相輸入端接穩壓二極體基準電壓，同相輸入端接蓄電池電壓，運算放大器A2輸出經三極體電流放大接繼電器線圈， 常開觸點切換太陽能電池陣列放電欠壓控制。本實用新型產生有益的積極效果是太陽能電源供電推挽振蕩輸出大功率燈負載高光效，阻容交叉耦合推挽振蕩是輸出直接連到輸入的兩級LC選頻放大器，振蕩十分強烈，不僅高效，偶次諧波相互抵消，降低逆變功率器件功耗，廣泛用於沒交流電源或供電不便的場合照明。

[0007]圖1本實用新型技術方案原理方框圖圖2推挽振蕩器和過載檢測保護電路圖3太陽能電源過壓和欠壓檢測控制器電路具體實施方法參照圖1、2及圖3，本實用新型具體實施方法和實施例包括由太陽能電池陣列 la、過壓檢測控制器lb、欠壓檢測控制器lc、電壓配接器Id、蓄電池El組成的太陽能電源1 和逆變器與螢光燈管G，還包括逆變器由推挽振蕩器2、燈管電路3及過載檢測保護電路4 組成，推挽振蕩器2由鐵氧體磁性變壓器Tl初級電感Ll並聯電容C4為諧振迴路，其電感中心抽頭經高頻扼流電感L3旁路電容C5接入太陽能電源1，諧振迴路兩端分別並接兩個大功率振蕩管Q1、Q2集電極，發射極串聯電阻R3、R6接地，諧振迴路兩端還並聯交叉耦合到對管基極電阻Rl、R2靜態偏置和電容Cl、C2正反饋構成推挽振蕩器，基極並接信號和過載檢測信號的接口管Q3、Q4集電極，其Q3、Q4基極與集電極接電壓負反饋偏置電阻R4、R5，發射極接地，推挽振蕩器2輸出功率由鐵氧體磁性變壓器Tl次級電感L2升壓接入燈管電路3， 並由鐵氧體磁性變壓器Tl次級電感L2兩端抽頭供燈管G燈絲電壓預熱，過載檢測保護電路4由燈負載電流經磁環電感L4感生電壓二極體VD3峰值檢波，檢測電壓經濾波電容C3、 限流電阻R9和R7、R8接入接口管Q3、Q4控制振蕩管Ql、Q2。當燈負載短路或燈管接觸不良產生大電流，檢測電壓使Q3、Q4飽和導通，振蕩管 Ql、Q2截止停振，起保護作用。二極體VD1、VD2保護振蕩管免受高反壓擊穿。阻容交叉耦合推挽振蕩器實際是輸出直接連到輸入的LC選頻兩級放大器，振蕩十分強烈，兩個大功率振蕩管Ql、Q2輪流處於飽和與截止，以零靜態電流半個周期導通，集電極電流相位相反三階和高階奇次諧波為零，不僅高效，並具有偶次諧波相互抵消，降低逆變功率器件熱功耗。更低抑制在諧振電感中心抽頭饋接電源串接高頻扼流電感和旁路電容，抑制偶次諧波產生功耗，使燈負載輸出為純正弦波。圖3，過壓檢測控制器Ib當蓄電池El電壓高於穩壓二極體VD5基準電壓時，Al輸出為低電平，三極體Q5驅動繼電器Jl釋放Jl-I常閉觸點切斷充電迴路，保護蓄電池El過壓充電，蓄電池El電壓隨著照明耗電下降低於VD5基準電壓時，Al反相輸入電位低於同相基準電壓，輸出為高電平，繼電器Jl吸合Jl-I常閉觸點接通充電迴路。欠壓檢測控制器Ic 當蓄電池El電壓低於穩壓二極體VD8基準電壓時，A2輸出為低電平，三極體Q6驅動繼電器 J2釋放J2-1常開觸點切斷放電迴路，保護蓄電池El欠壓放電，蓄電池El隨著充電電壓上升高於VD8基準電壓時，A2同相輸入電位高於反相基準電壓，輸出為高電平，繼電器J2吸合J2-1常開觸點接通放電迴路。電阻R10、R11、R12和R15、R16、R17及電位器RP1、RP2分壓分別接入運算放大器同相和反相輸入端。調整運算放大器電壓負反饋電阻R13、R18和電位器RP1、RP2達到切換門限值。電阻R14、R19起限流作用。圖中，二極體VD4防反充電，利用單向導電避免太陽能電池陣列Ia晚間或下雨天不發電時或出現短路時蓄電池El向太陽能電池陣列Ia放電。二極體VD7防蓄電池反接， 當蓄電池El極性接反時導通，產生大電流將熔絲Fl快速熔斷，起到防護作用。二極體VD6、 VD9吸收繼電器Jl、J2線圈反向電勢，防護擊穿三極體Q5、Q6。電壓配接器Id連接推挽振蕩器2電源端。本實施例太陽能電源選用輸出電壓30V，推挽振蕩器頻率65KHZ，輸出匹配功率32W螢光燈，逆變效率為83%，振蕩管溫升限制在低於40°C。
權利要求1.一種太陽能電源推挽振蕩螢光燈，包括由太陽能電池陣列、過壓檢測控制器、欠壓檢測控制器、電壓配接器、蓄電池組成的太陽能電源和逆變器與螢光燈管，其特徵在於還包括逆變器由推挽振蕩器、燈管電路及過載檢測保護電路組成，推挽振蕩器由鐵氧體磁性變壓器初級電感並聯電容為諧振迴路，其電感中心抽頭經高頻扼流電感和旁路電容接入太陽能電源，諧振迴路兩端分別並接兩個大功率振蕩管集電極，發射極串聯電阻接地，諧振迴路兩端還並聯交叉耦合到對管基極電阻靜態偏置和電容正反饋構成推挽振蕩器，基極並接過載檢測信號控制接口管集電極，接口管基極與集電極接電壓負反饋偏置電阻，發射極接地， 推挽振蕩器輸出功率由鐵氧體磁性變壓器次級電感升壓接入燈管電路，並由鐵氧體磁性變壓器次級電感兩端抽頭供燈管燈絲電壓預熱，過載檢測保護電路由燈負載電流經磁環電感感生電壓二極體峰值檢波，檢測電壓接入接口管控制振蕩管。
2.根據權利要求1所述的太陽能電源推挽振蕩螢光燈，其特徵在於過壓檢測控制器由運算放大器Al同相輸入端接穩壓二極體基準電壓，反相輸入端接蓄電池電壓，運算放大器Al輸出經三極體電流放大接繼電器線圈，常閉觸點切換太陽能電池陣列充電過壓控制； 欠壓檢測控制器由運算放大器A2反相輸入端接穩壓二極體基準電壓，同相輸入端接蓄電池電壓，運算放大器A2輸出經三極體電流放大接繼電器線圈，常開觸點切換太陽能電池陣列放電欠壓控制。
專利摘要本實用新型涉及電子技術領域，是一種太陽能電源推挽振蕩螢光燈。包括由太陽能電池陣列、過壓檢測控制器、欠壓檢測控制器、電壓配接器、蓄電池組成的太陽能電源和逆變器與螢光燈管，還包括逆變器由推挽振蕩器、燈管電路及過載檢測保護電路組成，推挽振蕩器輸出功率接入燈管電路產生高光效，當燈管短路或接觸不良過載檢測保護電路即時保護。本實用新型電路獨特、高效，廣泛用於汽車、船隻無交流市電或供電不便的場合螢光燈照明。
文檔編號H05B41/36GK201976313SQ20112010135
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月3日 優先權日2011年4月3日
發明者張根清, 阮樹成 申請人:張根清