直流低壓電源八橋振蕩功率合成無極燈的製作方法
2023-04-30 15:17:46 2
專利名稱：直流低壓電源八橋振蕩功率合成無極燈的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電子技術領域，具體是一種直流低壓電源八橋振蕩功率合成無極燈。
背景技術：
在汽車、火車和船隻沒交流電源或野外露營休閒供電不便的場合，採用直流低壓電源的無極燈可產生較強的光照亮度，高頻能量耦合線圈激發管壁等離子體通過螢光粉光電轉換產生光射，光電轉換效率較高，光線柔和宜人，使用壽命長。然而，無極燈是一種氣體放電產生光亮，引燃後穩定工作電壓為90V-140V，燈管電流至少在數百毫安。要求振蕩輸出功率足夠大，電源電壓較低時電流就必須增大。而且，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。甚至燒壞器件。此外， 增設調光功能可適合不同照明需要，在不需要強光照明時，降低光射強度以節約耗電，減小光汙染。
發明內容本實用新型的目的是提供直流低壓電源供電，拖動大功率燈負載的一種直流低壓電源八橋振蕩功率合成無極燈。本實用新型技術解決方案為包括由直流低壓電源和逆變器與無極燈管，還包括逆變器由八個全橋振蕩器和七個相加耦合器、可調脈衝發生器、燈管電路、過載檢測保護電路組成，七個相加耦合器分為第一相加耦合器、第二相加耦合器、第三相加耦合器、第四相加耦合器、第五相加耦合器、第六相加耦合器、第七相加耦合器，八個全橋振蕩器分為全橋振蕩器6a、全橋振蕩器6b、全橋振蕩器6c、全橋振蕩器6d和全橋振蕩器6e、全橋振蕩器6f、 全橋振蕩器6g、全橋振蕩器6h，分別由八個鐵氧體磁性變壓器Tl、T2、T3、T4和T5、T6、T7、 T8初級電感並聯電容為諧振迴路，諧振迴路兩端分別並接兩個PNP大功率振蕩管集電極和兩個NPN大功率振蕩管集電極，兩個PNP大功率振蕩管發射極接直流低壓電源正極，兩個 NPN大功率振蕩管發射極接地，互補串饋供電，四個大功率振蕩管集電極與發射極之間並聯快恢二極體，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全橋振蕩器，兩個NPN大功率振蕩管基極並接控制信號接口管集電極，接口管基極、集電極接電壓負反饋偏置電阻，發射極接地，可調脈衝發生器輸出信號接入八個全橋振蕩器接口管控制調光，全橋振蕩器6a和全橋振蕩器6b輸出功率由鐵氧體磁性變壓器Tl、T2次級電感反相接入第一相加耦合器初級電感一階功率合成，全橋振蕩器6c和全橋振蕩器6d輸出功率由鐵氧體磁性變壓器T3、T4次級電感反相接入第二相加耦合器初級電感一階功率合成， 全橋振蕩器6e和全橋振蕩器6f輸出功率由鐵氧體磁性變壓器T5、T6次級電感反相接入第三相加耦合器初級電感一階功率合成，全橋振蕩器6g和全橋振蕩器他輸出功率由鐵氧體磁性變壓器T7、T8次級電感反相接入第四相加耦合器初級電感一階功率合成，第一相加耦合器和第二相加耦合器次級電感反相接入第五相加耦合器初級電感二階功率合成，第三相加耦合器和第四相加耦合器次級電感反相接入第六相加耦合器初級電感二階功率合成，第五相加耦合器和第六相加耦合器次級電感反相接入第七相加耦合器初級電感三階功率合成，次級電感升壓接入燈管電路，其燈管電路輸入並接吸收尖峰脈衝串聯的電阻、電容，然後接串聯諧振電路電感、電容，再連接兩個耦合線圈，其兩個耦合線圈磁環套在閉合的無極燈管上，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檢波，檢測電壓接入八橋振蕩器接口管控制振蕩管，可調脈衝發生器電源端接入直流低壓電源；其中，可調脈衝發生器由時基集成電路、電位器與電阻、充電電容及二極體組成， 電位器一端串聯二極體，另一端接時基集成電路的第二和第六腳，並在時基集成電路第七腳並接串聯的二極體與電阻，在第七腳經另一個電阻接入電源，電位器中點滑動端接充電電容，滑動電位器構成連續可調的脈衝發生器，經三極體功率放大輸出接入八個全橋振蕩器接口管控制調光。本實用新型產生有益的積極效果是直流低壓電源供電八橋振蕩三階功率合成， 獲取大功率燈負載高光效，脈衝大範圍調光，振蕩電路互補串饋供電，電源電壓高電流小， 顯著降低功耗增大輸出功率。阻容交叉耦合全橋振蕩功率合成不僅高效，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，使燈負載輸出為純正弦波。廣泛用於沒交流電源或供電不便的場合照明。
圖1本實用新型技術方案原理方框圖圖2全橋振蕩器電路圖3八橋振蕩功率合成與燈管及過載檢測保護電路圖4可調脈衝發生器電路具體實施方法參照圖1、圖2、圖3，(圖2以全橋振蕩器6a電路為例，其餘全橋振蕩器電路相同) 本實用新型具體實施方法和實施例包括由直流低壓電源1和逆變器與無極燈管G，還包括逆變器由八個全橋振蕩器6和七個相加耦合器5、可調脈衝發生4器、燈管電路3、過載檢測保護電路2組成，七個相加耦合器5分為第一相加耦合器5a、第二相加耦合器恥、第三相加耦合器5c、第四相加耦合器5d、第五相加耦合器k、第六相加耦合器5f、第七相加耦合器 5g，八個全橋振蕩器6分為全橋振蕩器6a、全橋振蕩器6b、全橋振蕩器6c、全橋振蕩器6d和全橋振蕩器6e、全橋振蕩器6f、全橋振蕩器6g、全橋振蕩器他，分別由八個鐵氧體磁性變壓器Tl、T2、T3、T4和T5、T6、T7、T8初級電感Ll並聯電容C5為諧振迴路，諧振迴路兩端分別並接兩個PNP大功率振蕩管Ql、Q2集電極和兩個NPN大功率振蕩管Q3、Q4集電極，兩個 PNP大功率振蕩管Ql、Q2發射極接直流低壓電源1正極，兩個NPN大功率振蕩管Q3、Q4發射極接地，互補串饋供電，四個大功率振蕩管Ql、Q2和Q3、Q4集電極與發射極之間並聯快恢二極體，諧振迴路兩端還並聯交叉耦合到對管基極電阻Rl、R2和R3、R4靜態偏置和電容 Cl、C2和C3、C4正反饋構成全橋振蕩器，兩個NPN大功率振蕩管Q3、Q4基極並接信號接口管Q5、Q6集電極，接口管Q5、Q6基極、集電極接電壓負反饋偏置電阻R5、R6，發射極接地，可調脈衝發生器4輸出信號分別經電容C6、電阻R7、R8接入八個全橋振蕩器6接口管Q5、Q6控制調光，全橋振蕩器6a和全橋振蕩器6b輸出功率由鐵氧體磁性變壓器Tl、T2次級電感反相接入第一相加耦合器如初級電感一階功率合成，全橋振蕩器6c和全橋振蕩器6d輸出功率由鐵氧體磁性變壓器T3、T4次級電感反相接入第二相加耦合器恥初級電感一階功率合成，全橋振蕩器6e和全橋振蕩器6f輸出功率由鐵氧體磁性變壓器T5、T6次級電感反相接入第三相加耦合器5c初級電感一階功率合成，全橋振蕩器6g和全橋振蕩器他輸出功率由鐵氧體磁性變壓器T7、T8次級電感反相接入第四相加耦合器5d初級電感一階功率合成， 第一相加耦合器fe和第二相加耦合器恥次級電感反相接入第五相加耦合器k初級電感二階功率合成，第三相加耦合器5c和第四相加耦合器5d次級電感反相接入第六相加耦合器5f初級電感二階功率合成，第五相加耦合器k和第六相加耦合器5f次級電感反相接入第七相加耦合器5g初級電感三階功率合成，次級電感升壓接入燈管電路3，燈管電路3輸入並接吸收尖峰脈衝串聯的電阻R18、C8電容，然後接串聯諧振電路電感L3、電容C7，再連接兩個耦合線圈L4、L5，其兩個耦合線圈磁環套在閉合的無極燈管G上。可調脈衝發生器4 電源端接入直流低壓電源1。過載檢測保護電路2由燈負載電流經磁環電感L6感生電壓二極體VD5峰值檢波， 經C9、R19濾波電壓接入接口管Q5、Q6控制振蕩管Q3、Q4和Q1、Q2，當燈負載短路或燈管接觸不良產生大電流，過載檢測電壓使Q5、Q6飽和導通，振蕩管Q3、Q4和Ql、Q2截止停振，起保護作用。快速恢復二極體VD1、VD2和VD3、VD4防止高反壓擊穿振蕩管。全橋振蕩器由PNP、NPN三極體兩個互補對稱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導通角為90度交替工作，輸出電流為半餘弦波脈衝，經諧振迴路衰減諧波，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，負載輸出為純正弦波，不僅高效，互補串饋供電，電源電壓高，電流小，顯著降低功耗，輸出功率大。通用大功率三極體構成全橋振蕩要求更大輸出功率時，如匹配500W燈負載，僅幾隻器件直接並聯運用不能令人滿意，採用八橋振蕩功率合成效果明顯，其輸出功率疊加能滿足技術要求，通過七個相加耦合器分別將八橋振蕩輸出功率相互反相激勵功率合成，升壓引燃多支大功率燈管發光。平衡電阻Rll、R12、R13、R14、R15和R16、R17在功率合成的兩個電流相等時無功率損耗。圖5，調光脈衝發生器時基集成電路ICl採用555，調光電位器RPl —端串聯二極體VD6，另一端接時基集成電路ICl的第二和第六腳，並在時基集成電路ICl的第七腳並接串聯的二極體VD7與電阻R21，並在第七腳由電阻R20接入直流低壓電源1，電位器RPl中點滑動端接充電電容C10，滑動電位器構成連續可調的脈衝發生器，經三極體Q7功率放大輸出接入八橋振蕩器6的接口管Q5、Q6。低電平時Q5、Q6截止，振蕩管Ql、Q2和Q3、Q4導通工作，燈點亮，高電平時Q5、Q6導通，振蕩管Ql、Q2和Q3、Q4截止，燈熄滅，點亮時間由脈衝寬度決定。因此，以一定頻率脈衝熄滅與重新點亮交替，控制脈衝佔空比即控制八橋振蕩器平均輸出功率，達到調光目的。由於電位器RP1阻值遠大於電阻R20、R21充電時VD6導通，放電時VD7導通，佔空比可調範圍極大。電容Cll、C12對地旁路。電阻R22、R24限流，R23為三極體Q7負載電阻。實施例選用蓄電池直流低壓電源電壓60V，八橋振蕩器頻率156KHZ，調光脈衝最小佔空比輸出平均功率匹配500W無極燈管，調光脈衝最大佔空比平均功率65W，調光明顯改變照明光強，降低光射強度起到節約耗電。
權利要求1.一種直流低壓電源八橋振蕩功率合成無極燈，包括由直流低壓電源和逆變器與無極燈管，其特徵在於還包括逆變器由八個全橋振蕩器和七個相加耦合器、可調脈衝發生器、燈管電路、過載檢測保護電路組成，七個相加耦合器分為第一相加耦合器、第二相加耦合器、第三相加耦合器、第四相加耦合器、第五相加耦合器、第六相加耦合器、第七相加耦合器，八個全橋振蕩器分為全橋振蕩器(6a)、全橋振蕩器(6b)、全橋振蕩器(6c)、全橋振蕩器 (6d)和全橋振蕩器(6e)、全橋振蕩器(6f)、全橋振蕩器(6g)、全橋振蕩器( )，分別由八個鐵氧體磁性變壓器(Tl)、(T2)、(T3)、(T4)和(T5、)T6)、(Τ7)、(Τ8)初級電感並聯電容為諧振迴路，諧振迴路兩端分別並接兩個PNP大功率振蕩管集電極和兩個NPN大功率振蕩管集電極，兩個PNP大功率振蕩管發射極接直流低壓電源正極，兩個NPN大功率振蕩管發射極接地，互補串饋供電，四個大功率振蕩管集電極與發射極之間並聯快恢二極體，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全橋振蕩器，兩個NPN大功率振蕩管基極並接控制信號接口管集電極，接口管基極、集電極接電壓負反饋偏置電阻，發射極接地，可調脈衝發生器輸出信號接入八個全橋振蕩器接口管控制調光，全橋振蕩器(6a) 和全橋振蕩器(6b)輸出功率由鐵氧體磁性變壓器(Tl)、(T2)次級電感反相接入第一相加耦合器初級電感一階功率合成，全橋振蕩器(6c)和全橋振蕩器(6d)輸出功率由鐵氧體磁性變壓器CH)、(T4)次級電感反相接入第二相加耦合器初級電感一階功率合成，全橋振蕩器(6e)和全橋振蕩器(6f)輸出功率由鐵氧體磁性變壓器(T5)、(T6)次級電感反相接入第三相加耦合器初級電感一階功率合成，全橋振蕩器(6g)和全橋振蕩器(6h)輸出功率由鐵氧體磁性變壓器(T7)、(T8)次級電感反相接入第四相加耦合器初級電感一階功率合成，第一相加耦合器和第二相加耦合器次級電感反相接入第五相加耦合器初級電感二階功率合成，第三相加耦合器和第四相加耦合器次級電感反相接入第六相加耦合器初級電感二階功率合成，第五相加耦合器和第六相加耦合器次級電感反相接入第七相加耦合器初級電感三階功率合成，次級電感升壓接入燈管電路，其燈管電路輸入並接吸收尖峰脈衝串聯的電阻、 電容，然後接串聯諧振電路電感、電容，再連接兩個耦合線圈，兩個耦合線圈磁環套在閉合的無極燈管上，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檢波，檢測電壓接入八個全橋振蕩器接口管控制振蕩管，可調脈衝發生器電源端接入直流低壓電源。
2.根據權利要求1所述的直流低壓電源八橋振蕩功率合成無極燈，其特徵在於可調脈衝發生器由時基集成電路、電位器與電阻、充電電容及二極體組成，電位器一端串聯二極體，另一端接時基集成電路的第二和第六腳，並在時基集成電路第七腳並接串聯的二極體與電阻，在第七腳經另一個電阻接入電源，電位器中點滑動端接充電電容，滑動電位器構成連續可調的脈衝發生器，經三極體功率放大輸出接入八個全橋振蕩器接口管控制調光。
專利摘要本實用新型涉及電子技術領域，是一種直流低壓電源八橋振蕩功率合成無極燈。包括由直流低壓電源和逆變器與無極燈管，還包括逆變器由八個全橋注鎖振蕩器和七個相加耦合器、可調脈衝發生器、燈管電路、過載檢測保護電路組成，八橋振蕩功率合成脈衝大範圍調光，輸出功率接入燈管電路產生高光效。本實用新型電路獨特、高效。廣泛用於汽車、火車、船隻無交流電源或供電不便的場合大功率無極燈照明。
文檔編號H05B41/38GK201976326SQ20112010133
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
發明者阮樹成, 阮雪芬 申請人:阮雪芬