直流低壓電源注鎖功率合成雙黑光燈的製作方法

2023-11-10 21:12:32 1

直流低壓電源注鎖功率合成雙黑光燈的製作方法
【專利摘要】本發明涉及電光源照明【技術領域】，具體是一種直流低壓電源注鎖功率合成雙黑光燈。包括黑光燈管、直流低壓電源、基準晶振、振蕩驅動晶片、推挽放大器、推挽振蕩器、相加耦合器，振蕩驅動晶片輸出接推挽放大器，經變壓器T1與推挽振蕩器變壓器T3由相加耦合器功率合成、升壓接燈管啟輝，基準晶振信號經分頻器注入振蕩驅動晶片RC振蕩器鎖定相位，推挽放大器變壓器T1與推挽振蕩器變壓器T3功率合成互耦注鎖頻率牽引相干同步鎖定相位獲取大功率照明，避免器件溫升過高振蕩頻率變化功率失衡燈光下降。本發明適用於直流低電壓、大電流供電的黑光燈田間、果園誘殺害蟲。
【專利說明】直流低壓電源注鎖功率合成雙黑光燈

【技術領域】
[0001] 本發明涉及電光源照明【技術領域】，具體是一種直流低壓電源注鎖功率合成雙黑光 燈。

【背景技術】
[0002] 現有技術電子鎮流器通常用LC或RC振蕩器作為黑光燈紫外線光源，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，尤其直流低壓電源供電的黑光燈工作 在低電壓、大電流，雖然這種電子鎮流器，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。疊加逆變功率拖動大功率燈，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，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逆直流低電壓大電流供電，變振蕩高穩頻相位同步的一種直 流低壓電源注鎖功率合成雙黑光燈。
[0004] 本發明技術解決方案為：包括直流低壓電源、兩支黑光燈管、基準晶振、分頻器、振 蕩驅動晶片、推挽放大器、推挽振蕩器、相加耦合器，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偏置電阻，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，振蕩驅動晶片內含RC振蕩器、推挽放大驅動電路、電流檢測CS、燈故障控制器 SD，RC振蕩器外接電阻R2、電容C4產生振蕩，輸出經推挽放大驅動電路接推挽放大器兩個大 功率M0S場效應管％、Q 2柵極，Qp Q2漏極並接變壓器?\電感U兩端，振蕩驅動晶片電源端 經電阻R7降壓電容C 8旁路和電感U中心點經電感L3、電容C7旁路接直流低壓電源，Q2源極 串聯電阻R 6接地，經電阻R4、電容C6接振蕩驅動晶片CS，推挽振蕩器由兩個大功率M0S場 效應管Q 3、Q4漏極接變壓器T3電感L4兩端，Q3、Q 4柵極接變壓器T2電感L8兩端，電感L8中 點並聯源極接地場效應管Q 5漏極及電阻R8、R14,電感L7、電阻R1(l與變壓器T 3電感L5閉合， 電感L4中心點經電感L9和旁路電容C 9接直流低壓電源，Q3、Q4源極經接地電阻R9壓降取樣 電流連接電阻Rn，電阻L和燈管異常電流檢測器信號接場效應管Q 5柵極，燈管異常電流檢 測器信號接振蕩驅動晶片燈故障控制器SD，推挽放大器輸出功率變壓器1\與推挽振蕩器輸 出功率變壓器T 3由相加耦合器功率合成、升壓接入兩支黑光燈管啟輝，基準晶振信號經分 頻器注入振蕩驅動晶片RC振蕩器CT端鎖定相位，由推挽放大器變壓器?\與推挽振蕩器變 壓器Τ 3在相加耦合器功率合成互耦注鎖頻率牽引相干同步鎖定相位，直流低壓電源接基準 晶振、分頻器電源端；
[0005] 其中，燈管異常電流檢測器由燈異常電流互感磁環穿入拾取燈管電流，電感L12感 生電壓二極體VDi檢波，電阻R15、電容Cn濾波經電阻R13接入振蕩驅動晶片燈故障控制器 SD，經電阻R12接入場效應管Q5柵極。
[0006] 本發明產生積極效果：解決直流低壓、大電流供電雙推自激和他激逆變振蕩高穩 頻相位同步功率合成，達到單個自激或它激推挽逆變器難以得到的大功率紫外線光源誘殺 大面積農田害蟲，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】
[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直流低壓電源注鎖功率合成雙黑光燈電路

【具體實施方式】
[0010] 參照圖1、2、3,本發明【具體實施方式】和實施例：包括直流低壓電源1、兩支黑光燈 管8,基準晶振2、分頻器3、振蕩驅動晶片4、推挽放大器5、推挽振蕩器6、相加耦合器7、燈 管異常電流檢測器9,其中，基準晶振2由石英晶體諧振器JT、兩個反相器IQ、IC 2及電阻 &、電容CpCpQ組成，第一個反相器1(^輸入與輸出兩端跨接偏置電阻&，並分別並接接地 電容Cp C2，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,振蕩驅動晶片4,即IC 4IC2156內含RC振蕩器、推挽放大驅動 電路、電流檢測CS、燈故障控制器SD，RC振蕩器外接電阻R2、電容C 4產生振蕩，輸出經推挽 放大驅動電路接入推挽放大器5兩個大功率M0S場效應管％、Q2柵極，Qp Q2漏極並接變壓 器?\電感U兩端，振蕩驅動晶片4電源端經電阻R7降壓電容C 8旁路和電感U中心點 經電感L3、電容C7旁路接直流低壓電源+V，Q 2源極串聯電阻R6接地，經電阻R4、電容C6接振 蕩驅動晶片4的CS，推挽振蕩器6由兩個大功率M0S場效應管Q 3、Q4漏極接變壓器T3電感 L4兩端，Q3、Q4柵極接變壓器Τ2電感L 8兩端，電感L8中點並聯源極接地場效應管Q5漏極及 偏置電阻R 8、R14，電感L7、電阻R1(l與變壓器T3電感L 5閉合，電感L4中心點經電感L9和旁路 電容C9接直流低壓電源+V，Q 3、Q4源極經接地電阻R9壓降取樣電流連接電阻Rn，電阻R n和 燈管異常電流檢測器9信號接入場效應管Q5柵極，推挽放大器5輸出功率經變壓器?\與推 挽振蕩器6輸出功率變壓器Τ 3由相加耦合器7功率合成、升壓接入兩支黑光燈管8啟輝，基 準晶振2接分頻器3分頻+Ν基準信號&經電容C 3、C4分壓注入RC振蕩器輸入端鎖定相 位，由推挽放大器5輸出功率變壓器?\與推挽振蕩器6輸出功率變壓器T 3在相加耦合器7 功率合成互耦注鎖頻率牽引相干同步鎖定相位，燈管異常電流檢測器9信號接入振蕩驅動 晶片4和推挽振蕩器6燈故障控制器SD，直流低壓電源1接基準晶振2、分頻器3電源端。
[0011] IC4引腳符號功能：V。。電源端，CT接振蕩定時電容C4, RT接振蕩定時電阻R2, ％驅 動％，h驅動Q2, CS電流檢測，SD燈故障保護控制，COM接地。
[0012] 振蕩驅動晶片IC4電源端V。。由電阻R7降壓，電容c 8濾波供給產生振蕩，它激振蕩 驅動推挽放大器％、Q2，輪流導通、截止半周；推挽振蕩器自激振蕩Q 3、04輪流導通、截止半 周，雙推輸出功率經相加耦合器疊加合成拖動大功率燈具，擴容可靠，但要求兩個振蕩電壓 相位一致，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。
[0013] 基準晶振石英諧振器頻率受溫度變化極小，高度穩定。基準信號經分頻器注入振 蕩驅動晶片鎖定相位。未注入基準信號振蕩驅動晶片IC 4的RC振蕩器自由頻率，注入基準 信號RC振蕩電壓與其矢量合成，通過RC振蕩器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 基準信號注入在輸入端，增益高，小功率鎖定。分頻器IC 3二進位或十進位計數器分頻。
[0014] 注入鎖相無需壓控調諧、鑑相和環路濾波，電路簡單，性能優越，附加成本低。注入 鎖相本質上與環路鎖相沒差別。相加耦合器疊加推挽放大器和推挽振蕩器輸出功率合成， "緊密捆綁"互耦注鎖效應推挽放大器牽引推挽振蕩器頻率相干同步鎖定相位，適於功率合 成燈具穩定振蕩頻率相位同步，避免器件溫升過高功率失衡，穩定燈光延長使用壽命。
[0015] 相加耦合器T4電感L1(l將兩個推輓輸出功率變壓器?\、T 3電感L2、L6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，輸入電壓、頻 率、相位及負載相同，電流相等均衡電阻R 16無功率損耗。
[0016] 推挽振蕩器τ2、τ3雙變壓器振蕩，輸出變壓器τ 3不飽和，功效高。諧振頻率調l4， 振蕩反饋調電阻R1(l或電感L 5，調整頻率和反饋互不牽連。
[0017] 燈異常電流磁環電感L12電壓二極體VDi檢波，電阻R15、電容C n濾波經電阻R12，電 容C1(l使Q5導通，推挽振蕩器功率管Q 3、Q4截止；振蕩驅動晶片IC4燈故障控制器30控制停 振，保護推挽放大器％、Q 2。同時，燈異常電流電阻R6壓降經電阻R4、電容C6使晶片IC 4電 流檢測CS開啟保護Qi、Q2 ;燈異常電流電阻R9壓降經電阻Rn、電容C1Q進而使Q5導通，雙重 保護Q 3、Q4。
[0018] 實施例直流低壓電源電壓30V，燈電流2. 8A，引燃35W兩支黑光燈管Gi、G2，效率 82 %，晝夜開燈誘殺害蟲，功率M0S管溫升在允許值內，使用壽命長。
【權利要求】
1. 一種直流低壓電源注鎖功率合成雙黑光燈，包括直流低壓電源、兩支黑光燈管，其特 徵在於：還包括基準晶振、分頻器、振蕩驅動晶片、推挽放大器、推挽振蕩器、相加耦合器，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 兩端跨接偏置電阻，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，振蕩驅動晶片內含RC振蕩器、推挽放大驅 動電路、電流檢測CS、燈故障控制器SD，RC振蕩器外接電阻R 2、電容C4產生振蕩，輸出經推 挽放大驅動電路接推挽放大器兩個大功率MOS場效應管％、Q 2柵極，Qp Q2漏極並接變壓器 ?\電感U兩端，振蕩驅動晶片電源端經電阻R7降壓電容C8旁路和電感U中心點經電感L 3、 電容C7旁路接直流低壓電源，Q2源極串聯電阻R6接地，經電阻R 4、電容C6接振蕩驅動晶片 CS，推挽振蕩器由兩個大功率MOS場效應管Q3、Q4漏極接變壓器T3電感L 4兩端，Q3、Q4柵極 接變壓器T2電感L 8兩端，電感L8中點並聯源極接地場效應管Q5漏極及電阻R8、R 14，電感L7、 電阻R1(l與變壓器T3電感L 5閉合，電感L4中心點經電感L9和旁路電容C9接直流低壓電源， Q3、Q4源極經接地電阻R9壓降取樣電流連接電阻Rn，電阻R n和燈管異常電流檢測器信號接 場效應管Q5柵極，燈管異常電流檢測器信號接振蕩驅動晶片燈故障控制器SD，推挽放大器 輸出功率變壓器1\與推挽振蕩器輸出功率變壓器1~ 3由相加耦合器功率合成、升壓接入兩支 黑光燈管啟輝，基準晶振信號經分頻器注入振蕩驅動晶片RC振蕩器CT端鎖定相位，由推挽 放大器變壓器?\與推挽振蕩器變壓器T 3在相加耦合器功率合成互耦注鎖頻率牽引相干同 步鎖定相位，直流低壓電源接基準晶振、分頻器電源端。
2. 根據權利要求1所述的直流低壓電源注鎖功率合成雙黑光燈，其特徵在於：燈管異 常電流檢測器由燈異常電流互感磁環穿入拾取燈管電流，電感L 12感生電壓二極體VDi檢 波，電阻R15、電容Cn濾波經電阻R 13接入振蕩驅動晶片燈故障控制器SD，經電阻R12、電容 接入場效應管Q5柵極。
【文檔編號】H05B41/285GK104105289SQ201310155134
【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