直流低壓電源雙橋振蕩功率合成螢光燈的製作方法
2023-05-04 15:42:21
專利名稱：直流低壓電源雙橋振蕩功率合成螢光燈的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電子技術領域，具體是一種直流低壓電源雙橋振蕩功率合成螢光 燈。
背景技術：
在汽車、火車和船隻沒交流市電可供或野外露營休閒供電不便的場合，採用蓄電池直流低壓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。甚至燒壞器件。隨著燈負載功率要求更大時，驅動電流相應增大，逆變器功率器件功耗急劇增大，通常， 振蕩三極體散熱器不能做得過大，制約正常工作。
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雙橋振蕩功率合成螢光燈。本實用新型技術解決方案為由兩個橋式振蕩器、相加耦合器、燈管電路、過載檢測保護電路及直流低壓電源組成，兩個橋式振蕩器分為橋式振蕩器5a和橋式振蕩器5b，分別由鐵氧體磁性變壓器Tl、T2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速恢復二極體，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橋式振蕩器，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，橋式振蕩器5a與橋式振蕩器5b輸出功率分別由鐵氧體磁性變壓器Tl和T2次級電感反相接入相加耦合器次級電感功率合成，相加耦合器次級電感升壓接入燈管電路，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；其中，燈管電路接相加耦合器次級電感，在電感兩端並接串聯的阻容RC元件，然後接燈管串聯諧振電路電感、電容至燈管燈絲的一端，燈絲另一端並接預熱啟動電容和串聯相接的熱敏電阻及雙向觸發二極體。本實用新型產生有益的積極效果是直流低壓電源供電雙橋振蕩功率合成，獲取大功率燈負載高光效，阻容交叉耦合雙橋振蕩功率合成不僅高效，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。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，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橋式振蕩器電路圖3雙橋振蕩器功率合成及過載檢測保護電路圖4燈管電路具體實施方法參照圖1、2、3(圖2以橋式振蕩器5a電路為例，橋式振蕩器5b電路相同)，本實用新型具體實施方法和實施例由兩個橋式振蕩器5、相加耦合器4、燈管電路3、過載檢測保護電路2及直流低壓電源組成，兩個橋式振蕩器5分為橋式振蕩器5a和橋式振蕩器5b，分別由鐵氧體磁性變壓器Tl、T2初級電感Ll並聯電容CO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Q1、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Q1、Q2和Q3、Q4集電極與發射極之間並聯快速恢復二極體VD1、VD2和VD3、VD4，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正反饋構成橋式振蕩器，兩個NPN大功率振蕩管Q3、Q4 基極並接控制信號接口管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，橋式振蕩器5a與橋式振蕩器5b輸出功率分別由鐵氧體磁性變壓器Tl 和T2次級電感L2反相接入相加耦合器4初級電感功率合成，相加耦合器4次級電感升壓接入燈管電路3，過載檢測保護電路2由燈負載電流經磁環電感L3感生電壓二極體VD5峰值檢波，檢測電壓經電容C6濾波、限流電阻R7、R8接入接口管Q5、Q6控制振蕩管Q3、Q4及 Q1、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Q3、 Q4及Ql、Q2截止停振，即時起保護作用。快速恢復二極體VD1、VD2和VD3、VD4保護振蕩管免受高反壓擊穿。橋式振蕩器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， 阻容交叉耦合推挽振蕩實際是輸出輸入直接相連的兩級LC選頻放大器，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，振蕩十分強烈，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，使燈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，顯著降低功耗增大輸出功率。圖3，通用大功率三極體構成橋振蕩，輸出功率匹配60W左右的燈管，當要求更大功率輸出匹配例如120W燈負載時，僅幾隻器件直接並聯運用不能令人滿意，雙橋振蕩功率合成疊加輸出功率效果顯著，通過相加耦合器4將雙橋振蕩輸出功率相互反相激勵，兩個輸出電流變換加倍總和送到燈負載，當兩個電流相等時平衡電阻Rll無功率損耗。圖4，燈管電路是兩支燈管並接，在相加耦合器4功率合成輸出高壓並接阻容元件 RU Cl吸收反峰脈衝，抑制噪聲輻射平滑燈光亮度。燈管串聯諧振電路Li、C2與L2、C4接至燈管G1、G2，諧振頻率接近雙橋振蕩頻率燈管光效最高，燈管並接啟動電容C3、C5和熱敏電阻RT1、RT2串聯雙向觸發二極體VD1、VD2，啟輝時燈管電壓很高雙向觸發二極體導通，電流經熱敏電阻對燈絲通電預熱，燈啟輝後燈管電壓降低雙向觸發管截止，使其無耗預熱。 本實施例直流低壓電源電壓60V，雙橋振蕩器頻率76KHZ，輸出匹配兩支功率56W 螢光燈管，逆變效率85%，振 蕩管散熱器溫度限制在低於40°C。
權利要求1.一種直流低壓電源雙橋振蕩功率合成螢光燈，其特徵在於由兩個橋式振蕩器、相加耦合器、燈管電路、過載檢測保護電路及直流低壓電源組成，兩個橋式振蕩器分為橋式振蕩器(5a)和橋式振蕩器(5b)，分別由鐵氧體磁性變壓器(Tl)、(T2)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速恢復二極體，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橋式振蕩器，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，橋式振蕩器(5a)與橋式振蕩器(5b)輸出功率分別由鐵氧體磁性變壓器(Tl) 和(T2)次級電感反相接入相加耦合器初級電感功率合成，相加耦合器次級電感升壓接入燈管電路，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所述的直流低壓電源雙橋振蕩功率合成螢光燈，其特徵在於燈管電路接相加耦合器次級電感，在電感兩端並接串聯的阻容RC元件，然後接燈管串聯諧振電路電感、電容至燈管燈絲的一端，燈絲另一端並接預熱啟動電容和串聯相接的熱敏電阻及雙向觸發二極體。
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雙橋振蕩功率合成螢光燈。由兩個橋式注鎖振蕩器、相加耦合器、燈管電路、過載檢測保護電路及直流低壓電源組成，雙橋注鎖振蕩器功率合成接入燈管電路產生高光效，當燈管接觸不良或燈管短路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、火車、船隻無交流市電或供電不便的場合大功率螢光燈照明。
文檔編號H02M3/338GK202068640SQ20112010135
公開日2011年12月7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