專利名稱：直流低壓電源八推挽振蕩功率合成無極燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種直流低壓電源八推挽振蕩功率合成無極燈。
背景技術(shù)：
在汽車、火車和船只沒交流電源或野外露營休閑供電不便的場合，采用直流低壓電源的無極燈可產(chǎn)生較強(qiáng)的光照亮度，高頻能量耦合線圈激發(fā)管壁等離子體通過熒光粉光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生光射，光電轉(zhuǎn)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(chǎn)生光亮，引燃后穩(wěn)定工作電壓為90V-140V，燈管電流至少在數(shù)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，大電流振蕩三極管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(dǎo)磁率下降電感量減小，嚴(yán)重的發(fā)生磁飽和電感變得很小，進(jìn)而影響燈管電壓和電流改變，燈管發(fā)光亮度不穩(wěn)定。甚至燒壞器件。此外， 增設(shè)調(diào)光功能可適合不同照明需要，在不需要強(qiáng)光照明時，降低光射強(qiáng)度以節(jié)約耗電，減小光污染。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供直流低壓電源供電，拖動大功率燈負(fù)載的一種直流低壓電源八推挽振蕩功率合成無極燈。本實(shí)用新型技術(shù)解決方案為包括由直流低壓電源和逆變器與無極燈管，逆變器由八個推挽振蕩器、七個相加耦合器、可調(diào)脈沖發(fā)生器、燈管電路及過載檢測保護(hù)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、第三相加耦合器和第四相加耦合器、第五相加耦合器、第六相加耦合器、第七相加耦合器、八個推挽振蕩器分為推挽振蕩器6a、推挽振蕩器6b、推挽振蕩器6c、推挽振蕩器6d和推挽振蕩器6e、推挽振蕩器6f、推挽振蕩器6g、推挽振蕩器6h，分別由八個鐵氧體磁性變壓器T1、T2、T3、T4和Τ5、Τ6、Τ7、Τ8 初級電感并聯(lián)電容為諧振回路，諧振回路兩端分別并接兩個大功率振蕩管集電極，發(fā)射極串聯(lián)電阻接地，諧振回路兩端還并聯(lián)交叉耦合對管基極電阻靜態(tài)偏置和電容正反饋構(gòu)成推挽振蕩器，兩個大功率振蕩管基極各并接控制信號接口管集電極，接口管基極、集電極接電壓負(fù)反饋偏置電阻，發(fā)射極接地，可調(diào)脈沖發(fā)生器輸出分別接入八個推挽振蕩器接口管控制調(diào)光，推挽振蕩器6a和推挽振蕩器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，推挽振蕩器6c和推挽振蕩器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，推挽振蕩器6e和推挽振蕩器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，推挽振蕩器6g和推挽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，其燈管電路輸入并接吸收尖峰脈沖串聯(lián)的電阻、電容，然后接串聯(lián)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(huán)套在閉合的無極燈管上，過載檢測保護(hù)電路由燈負(fù)載電流經(jīng)磁環(huán)電感感生電壓二極管檢波，檢測電壓接入八個推挽振蕩器接口管控制振蕩管，八個推挽振蕩器鐵氧體磁性變壓器T1、T2、T3、T4和Τ5、Τ6、 Τ7、Τ8初級電感中心抽頭端經(jīng)高頻扼流電感和旁路電容接入直流低壓電源，同時，可調(diào)脈沖發(fā)生器電源端接入直流低壓電源。其中，可調(diào)脈沖發(fā)生器由時基集成電路、電位器與電阻、充電電容及二極管組成， 電位器一端串聯(lián)二極管，另一端接時基集成電路的第二和第六腳，并在時基集成電路第七腳并接串聯(lián)的二極管與電阻，并在第七腳經(jīng)另一個電阻接入電源，電位器中點(diǎn)滑動端接充電電容，滑動電位器構(gòu)成連續(xù)可調(diào)的脈沖發(fā)生器，經(jīng)三極管功率放大輸出信號接入八個推挽振蕩器接口管控制調(diào)光。本實(shí)用新型產(chǎn)生有益的積極效果是由直流低壓電源供電八個推挽振蕩器三階功率合成，獲取大功率燈負(fù)載高光效，脈沖大范圍調(diào)光，阻容交叉耦合推挽振蕩功率合成不僅高效，偶次諧波相互抵消輸出純正弦波，降低逆變功率器件功耗，廣泛用于沒交流電源或供電不便的場合照明。

圖1本實(shí)用新型技術(shù)方案原理方框圖圖2推挽振蕩器電路圖3八推振蕩功率合成和燈管及過載檢測保護(hù)電路圖4可調(diào)脈沖發(fā)生器電路具體實(shí)施方法參照圖1、2(圖2以推挽振蕩器6a電路為例，其余推挽振蕩器電路均相同)和圖 3、4，本實(shí)用新型具體實(shí)施方法和實(shí)施例包括由直流低壓電源1和逆變器與無極燈管G，逆變器由八個推挽振蕩器6、七個相加耦合器5、可調(diào)脈沖發(fā)生器4、燈管電路3過載檢測保護(hù)電路2組成，七個相加耦合器5分為第一相加耦合器fe、第二相加耦合器恥、第三相加耦合器5c和第四相加耦合器5d、第五相加耦合器k、第六相加耦合5f、第七相加耦合器5g、八個推挽振蕩器6分為推挽振蕩器6a、推挽振蕩器6b、推挽振蕩器6c、推挽振蕩器6d和推挽振蕩器6e、推挽振蕩器6f、推挽振蕩器6g、推挽振蕩器他，分別由八個鐵氧體磁性變壓器 T1、T2、T3、T4和Τ5、Τ6、Τ7、Τ8初級電感Ll并聯(lián)電容CO為諧振回路，諧振回路兩端分別并接兩個大功率振蕩管Q1、Q2集電極，發(fā)射極串聯(lián)電阻R3、R6接地，諧振回路兩端還并聯(lián)交叉耦合對管基極電阻Rl、R2靜態(tài)偏置和電容Cl、C2正反饋構(gòu)成推挽振蕩器，兩個大功率振蕩管Q1、Q2基極各并接控制信號接口管Q3、Q4集電極，Q3、Q4基極、集電極接電壓負(fù)反饋偏置電阻R4、R5，發(fā)射極接地，可調(diào)脈沖發(fā)生器4輸出信號接入八個推挽振蕩器6的接口管Q3、 Q4基極電阻R7、R10及C5控制調(diào)光，推挽振蕩器6a和推挽振蕩器6b輸出功率由鐵氧體磁性變壓器T1、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，推挽振蕩器 6c和推挽振蕩器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，推挽振蕩器6e和推挽振蕩器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，推挽振蕩器6g和推挽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5e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，其燈管電路3輸入并接吸收尖峰脈沖串聯(lián)的電阻R18、電容C8，然后接串聯(lián)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(huán)套在閉合的無極燈管 G上，過載檢測保護(hù)電路2由燈負(fù)載電流經(jīng)磁環(huán)電感L6感生電壓二極管VD3峰值檢波，其電壓經(jīng)電容C9電阻R19濾波，再經(jīng)限流電阻R8、R9接入接口管Q3、Q4控制振蕩管Ql、Q2。 當(dāng)燈負(fù)載短路或燈管接觸不良產(chǎn)生大電流，過載檢測電壓使Q3、Q4飽和導(dǎo)通，Q1、Q2截止停振，起保護(hù)作用。二極管VD1、VD2防止高反壓擊穿振蕩管，八個推挽振蕩器鐵氧體磁性變壓器Tl、T2、T3、T4和T5、T6、T7、T8初級電感中心抽頭經(jīng)高頻扼流電感L2和旁路電容C6接入直流低壓電源1，同時，可調(diào)脈沖發(fā)生器4電源端接入直流低壓電源1。阻容交叉耦合推挽振蕩器的兩個大功率振蕩管Ql、Q2以零靜態(tài)電流半個周期導(dǎo)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，并具有偶次諧波相互抵消， 降低逆變功率器件熱功耗，為此，更低抑制在諧振電感中心抽頭饋接電源串入電源退耦濾波器，阻止和旁路偶次諧波功耗，使燈負(fù)載輸出為純正弦波。通用大功率三極管構(gòu)成推挽振蕩輸出功率匹配30W左右的燈管，當(dāng)要求更大輸出功率，例如匹配200W燈負(fù)載時，僅幾只器件直接并聯(lián)運(yùn)用不能令人滿意，采用八推挽振蕩功率合成效果顯著，輸出功率疊加能滿足技術(shù)要求，通過七個相加耦合器分別將八推振蕩輸出功率相互反相激勵功率合成，升壓引燃大功率燈管發(fā)光。平衡電阻R11、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。燈管電路在第七相加耦合器5g次級電感高壓輸出并接阻容元件R18、C8吸收反峰高壓，抑制噪聲輻射平滑燈光亮度。串聯(lián)諧振電路L3、C7接至兩個耦合線圈L4、L5，線圈磁環(huán)套于閉合的燈管G，串聯(lián)諧振電路頻率與八推振蕩器頻率相等時燈管光效最高，容易啟動。圖4，調(diào)光脈沖發(fā)生器時基集成電路ICl采用555，調(diào)光電位器RPl —端串聯(lián)二極管VD4，另一端接ICl的第二和第六腳，在ICl的第七腳并接串聯(lián)的二極管VD5與電阻R21， 并在第七腳由電阻R20接入電源1，電位器RPl中點(diǎn)滑動端接充電電容C10，滑動電位器構(gòu)成連續(xù)可調(diào)的脈沖發(fā)生器，經(jīng)三極管Q5功率放大輸出接入八個推挽振蕩器6的一個接口管 Q3、Q4。低電平時Q3、Q4截止，振蕩管Ql和Q2導(dǎo)通工作，燈點(diǎn)亮，高電平時Q3、Q4導(dǎo)通，振蕩管Ql和Q2截止，燈熄滅，點(diǎn)亮?xí)r間由脈沖寬度決定。因此，以一定頻率脈沖熄滅與重新點(diǎn)亮交替，控制脈沖占空比即控制八個推挽振蕩器平均輸出功率，達(dá)到調(diào)光目的。由于電位器RPl阻值遠(yuǎn)大于電阻R20、R21充電時VD4導(dǎo)通，放電時VD5導(dǎo)通，占空比可調(diào)范圍極大。 電容C11、C12對地旁路。電阻R22、R24限流，R23為三極管Q5負(fù)載電阻。實(shí)施例直流低壓電源電壓30V，八推挽振蕩頻率156KHZ，調(diào)光脈沖最小占空比輸出平均功率匹配200W無極燈管，調(diào)光脈沖最大占空比平均功率60W，調(diào)光明顯改變光強(qiáng)，降低光強(qiáng)起到節(jié)約耗電作用。
權(quán)利要求1.一種直流低壓電源八推挽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，其特征在于逆變器由八個推挽振蕩器、七個相加耦合器、可調(diào)脈沖發(fā)生器、燈管電路及過載檢測保護(hù)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、第三相加耦合器和第四相加耦合器、第五相加耦合器、第六相加耦合器、第七相加耦合器、八個推挽振蕩器分為推挽振蕩器(6a)、推挽振蕩器(6b)、推挽振蕩器(6c)、推挽振蕩器(6d)和推挽振蕩器(6e)、推挽振蕩器(6f)、推挽振蕩器(6g)、推挽振蕩器( )，分別由八個鐵氧體磁性變壓器(Tl)、(T2)、(T3)、(T4)和(T5)、(T6)、(T7)、(T8)初級電感并聯(lián)電容為諧振回路，諧振回路兩端分別并接兩個大功率振蕩管集電極，發(fā)射極串聯(lián)電阻接地，諧振回路兩端還并聯(lián)交叉耦合對管基極電阻靜態(tài)偏置和電容正反饋構(gòu)成推挽振蕩器，兩個大功率振蕩管基極各并接控制信號接口管集電極，接口管基極、集電極接電壓負(fù)反饋偏置電阻，發(fā)射極接地，可調(diào)脈沖發(fā)生器輸出信號接入八個推挽振蕩器接口管控制調(diào)光，推挽振蕩器(6a)和推挽振蕩器(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，推挽振蕩器(6c)和推挽振蕩器(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，推挽振蕩器 (6e)和推挽振蕩器(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，推挽振蕩器(6g)和推挽振蕩器(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，其燈管電路輸入并接吸收尖峰脈沖串聯(lián)的電阻、電容，然后接串聯(lián)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(huán)套在閉合的無極燈管上，過載檢測保護(hù)電路由燈負(fù)載電流經(jīng)磁環(huán)電感感生電壓二極管檢波，檢測電壓接入八個推挽振蕩器接口管控制振蕩管，八個推挽振蕩器鐵氧體磁性變壓器(Tl)、(T2)、 (T3)、(T4)和(T5)、(T6)、(T7)、(T8)初級電感中心抽頭端經(jīng)高頻扼流電感和旁路電容接入直流低壓電源，同時，可調(diào)脈沖發(fā)生器電源端接入直流低壓電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流低壓電源八推挽振蕩功率合成無極燈，其特征在于可調(diào)脈沖發(fā)生器由時基集成電路、電位器與電阻、充電電容及二極管組成，電位器一端串聯(lián)二極管，另一端接時基集成電路的第二和第六腳，并在時基集成電路第七腳并接串聯(lián)的二極管與電阻，并在第七腳經(jīng)另一個電阻接入電源，電位器中點(diǎn)滑動端接充電電容，滑動電位器構(gòu)成連續(xù)可調(diào)的脈沖發(fā)生器，經(jīng)三極管功率放大輸出信號接入八個推挽振蕩器接口管控制調(diào)光。
專利摘要本實(shí)用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，是一種直流低壓電源八推挽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推挽振蕩器，七個相加耦合器、可調(diào)脈沖發(fā)生器、燈管電路及過載檢測保護(hù)電路組成，八推挽振蕩功率合成脈沖大范圍調(diào)光，輸出功率接入燈管電路產(chǎn)生高光效，本實(shí)用新型電路獨(dú)特、高效。廣泛用于汽車、火車、船只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H02M7/538GK202043366SQ20112010124
公開日2011年11月16日 申請日期2011年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月3日
發(fā)明者張根清, 阮樹成 申請人:張根清