太陽能電源雙推注鎖功率合成滷鎢燈的製作方法

2023-05-21 09:25:36 3

太陽能電源雙推注鎖功率合成滷鎢燈的製作方法
【專利摘要】本發明涉及電光源照明【技術領域】，具體是一種太陽能電源雙推注鎖功率合成滷鎢燈。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及推挽逆變器A輸出功率變壓器T1與自振蕩晶片6及推挽逆變器B輸出功率變壓器T2由相加耦合器功率合成，饋送燈管電路點燃滷鎢燈，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燈光下降。本發明適用於太陽能電源低電壓、大電流供電滷鎢燈照明場合。
【專利說明】太陽能電源雙推注鎖功率合成南鎢燈

【技術領域】
[0001] 本發明涉及電光源照明【技術領域】，具體是一種太陽能電源雙推注鎖功率合成滷鎢 燈。

【背景技術】
[0002] 現有技術常用LC或RC振蕩器作為滷鎢燈光源，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，尤其太陽能電源供電的滷鎢燈工作在低電壓、大電流，雖然 直交DC-AC逆變電子變壓器，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，致使振蕩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滷鎢燈，解決器件功 率容量的限制。但是，功率合成振蕩電壓相位要求一致，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太陽能電源低電壓大電流供電，逆變振蕩高穩頻相位同步的 一種太陽能電源雙推注鎖功率合成滷鎢燈。
[0004] 本發明技術解決方案為：包括太陽能電源、滷鎢燈管、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、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振蕩器共接電阻馬、電容(；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Α、推挽逆變器Β，自振蕩晶片及推挽 逆變器Α輸出功率變壓器?\電感L 2與自振蕩晶片及推挽逆變器Β輸出功率變壓器Τ2電感 L5由相加耦合器Τ3電感L6功率合成，電感L7接燈管電路滷鎢燈管點燃，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入兩個自 振蕩晶片燈故障保護控制器SD，太陽能電源連接基準晶振、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，燈管電路由滷鎢燈管接相加耦合器!^電感L7的一端，電感L7另一端穿過燈 異常電流互感磁環接地，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SD，快速停振關斷逆變功率管；
[0006] 太陽能電源由光伏電池板Ei輸出串聯阻塞二極體VD2，繼電器觸點J-1連接蓄電 池 E2和接有開關S的滷鎢燈DW，蓄電池 E2過壓控制取樣電阻RpRPi、!^接入時基晶片IC5 高電平觸發端TH，欠壓控制取樣電阻R14、RP2、R15接入低電平觸發端TL，時基晶片IC 5輸出 接繼電器，蓄電池串入快速熔絲F，並接防反接二極體VD3。
[0007] 本發明產生積極效果：解決太陽能電源低電壓、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滷鎢燈照明，避免器件溫 升高振蕩頻率變化功率失衡，穩定燈光，延長使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 圖1本發明技術方案原理框圖 [0009] 圖2基準晶振電路
[0010] 圖3太陽能電源雙推注鎖功率合成滷鎢燈電路
[0011] 圖4太陽能電源電路

【具體實施方式】
[0012] 參照圖1、2、3、4(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：包括太陽能電源1、滷鎢燈管9、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T 38、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大功率M0S場效應管組成的推挽逆變器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L 2與自振蕩晶片6及推挽逆變器B7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接燈管電路10點燃滷鎢 燈管9,基準晶振2信號經分頻器3分頻+N基準信號&電容C 3、C4分壓注入兩個自振蕩 晶片4、6的RC振蕩器CT端鎖定相位，燈管電路燈10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，太陽能電源1分別連接基準晶振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電源端+V。
[0013] 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，COM接地。
[0014] IC5引腳符號功能：V。。電源端，TL低電平觸發，TH高電平觸發，VMK復位，Vc電壓控 制，D IS放電端，V。輸出端，GND接地。
[0015] 太陽能電源由電阻Rn降壓，電容c7濾波，供給自振蕩晶片IC 4電源產生振蕩， 經％、h驅動推挽逆變器，大功率M0S管％、Q2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。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。
[0016] 基於注入基準頻率是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，高度穩定作鎖定基準信號。
[0017] 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振蕩器共接電阻艮、電容C 4同步振蕩，鎖定時間快。
[0018] 注入鎖相不用壓控調諧、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 T3電感L6將雙推輸出功率變壓器?\電感L2和T2電感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。
[0019] 燈異常時電流互感磁環電感L8電壓二極體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，關斷RC振蕩器，保護雙推挽 逆變器功率管，免受損壞。電阻R 6壓降經電阻R4、電容C8開啟自振蕩晶片的CS端，進而保 護雙推挽逆變器功率管。
[0020] 太陽能電源欠壓控制，蓄電池電壓低於時基晶片ICS555低電平觸發端TL取樣 1/3^。時，時基晶片置位，繼電器J吸合，觸點J-1接通蓄電池充電，當蓄電池電壓充足，過 壓控制電壓高於高電平觸發端HL取樣2/3V。。，時基晶片復位，繼電器釋放觸點J-1，切斷太 陽能電池對蓄電池過壓充電。隨著燈具DW照明消耗電能蓄電池電壓降低到置位電壓，太陽 能電池恢復充電，使蓄電池電壓保持在照明所需值，開關S控制燈照明。
[0021] 阻塞二極體VD2單向導電防止蓄電池對太陽能電池反充電，二極體VD3當蓄電池反 接導通短路，快速燒斷熔絲F保護蓄電池。電容C 1(l、Cn去耦，電阻R16、電容C12、穩壓二極體 VD4供時基晶片電源，二極體VD5抑制繼電器J線圈吸合、釋放產生的反向電壓。
[0022] 實施例太陽能電源電壓30V，工作電流2. 5A，雙推輸出功率合成匹配65W滷鎢燈D， 逆變效率達86 %，燈光穩定，使用壽命長。
【權利要求】
1. 一種太陽能電源雙推注鎖功率合成滷鎢燈，包括太陽能電源、滷鎢燈管，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 T3、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功率成合，電感L7接 燈管電路滷鎢燈管點燃，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入兩個自振蕩晶片燈故障保護控制器SD，太陽能電源連 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所述的太陽能電源雙推注鎖功率合成滷鎢燈，其特徵在於：燈管電 路由滷鎢燈管接相加耦合器T3電感L 7的一端，電感L7另一端穿過燈異常電流互感磁環接 地，電感L8電壓經二極體VDi檢波、電容C 9、電阻R1(l濾波接入兩個自振蕩晶片燈故障保護控 制器SD，快速停振關斷逆變功率管。
3. 根據權利要求1所述的太陽能電源雙推注鎖功率合成滷鎢燈，其特徵在於：太陽能 電源由光伏電池板Ei輸出串聯阻塞二極體VD 2，繼電器觸點J-1連接蓄電池 E2和接有開關 S的滷鎢燈具DW，蓄電池 E2過壓控制取樣電阻R12、RPp R13接入時基晶片IC5高電平觸發端 TH，欠壓控制取樣電阻R14、RP2、R15接入低電平觸發端TL，時基晶片IC 5輸出接繼電器，蓄電 池串入快速熔絲F，並接防反接二極體VD3。
【文檔編號】H05B39/04GK104105275SQ201310155136
【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, 阮小青 申請人:阮小青