專利名稱：太陽能電源橋式振蕩熒光燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種太陽能電源橋式振蕩熒光燈。
背景技術(shù)：
在汽車、火車和船只沒交流市電可供或野外露營休閑供電不便的場合，采用太陽能電源的熒光燈可產(chǎn)生較強(qiáng)的光照亮度，光電轉(zhuǎn)換效率較高，光線柔和宜人，使用方便。然而，熒光燈是一種氣體放電產(chǎn)生光亮，點(diǎn)火啟動電壓通常在500V以上才能激發(fā)管壁熒光粉涂層汞蒸，引燃后穩(wěn)定工作電壓為40V-110V，燈管電流至少在數(shù)百毫安。而且，要求振蕩輸出功率大，工作電壓較低時(shí)電流就必須增大，因此，大電流振蕩三極管功耗溫升引起管子電壓電流變化，同時(shí)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。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供太陽能電源供電，拖動大功率燈負(fù)載的一種太陽能電源橋式振蕩熒光燈。本實(shí)用新型技術(shù)解決方案為包括由太陽能電池陣列、過壓檢測控制器、欠壓檢測控制器、電壓配接器、蓄電池組成的太陽能電源和逆變器與熒光燈管，還包括逆變器由橋式振蕩器、燈管電路及過載檢測保護(hù)電路組成，橋式振蕩器由鐵氧體磁性變壓器初級電感并聯(lián)電容為諧振回路，諧振回路兩端分別并接兩個(gè)PNP大功率振蕩管集電極和兩個(gè)NPN大功率振蕩管集電極，兩個(gè)PNP大功率振蕩管發(fā)射極接太陽能電源正極，兩個(gè)NPN大功率振蕩管發(fā)射極接地，互補(bǔ)串饋供電，四個(gè)大功率振蕩管集電極與發(fā)射極之間并聯(lián)快恢二極管，諧振回路兩端還并聯(lián)交叉耦合到對管基極電阻靜態(tài)偏置和電容正反饋構(gòu)成橋式振蕩器，兩個(gè) NPN大功率振蕩管基極并接過載檢測信號控制接口管集電極，接口管基極與集電極接電壓負(fù)反饋偏置電阻，發(fā)射極接地，橋式振蕩器輸出功率由鐵氧體磁性變壓器次級電感升壓接入燈管電路，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，燈管電路接鐵氧體磁性變壓器次級電感，在電感兩端并接串聯(lián)的阻容RC元件，然后接串聯(lián)諧振電路電感、電容至燈管燈絲的一端，燈管燈絲另一端并接預(yù)熱啟動電容和串聯(lián)相接的熱敏電阻與雙向觸發(fā)二極管；過壓檢測控制器由運(yùn)算放大器Al同相輸入端接穩(wěn)壓二極管基準(zhǔn)電壓，反相輸入端接蓄電池電壓，運(yùn)算放大器Al輸出經(jīng)三極管電流放大接繼電器線圈，常閉觸點(diǎn)切換太陽能電池陣列充電過壓控制；欠壓檢測控制器由運(yùn)算放大器A2反相輸入端接穩(wěn)壓二極管基準(zhǔn)電壓，同相輸入端接蓄電池電壓，運(yùn)算放大器A2輸出經(jīng)三極管電流放大接繼電器線圈， 常開觸點(diǎn)切換太陽能電池陣列放電欠壓控制。本實(shí)用新型產(chǎn)生有益的積極效果是太陽能電源供電橋式振蕩器輸出大功率燈負(fù)載高光效，橋式振蕩器是兩個(gè)互補(bǔ)對稱阻容交叉耦合推挽振蕩互耦，而阻容交叉耦合推挽振蕩是輸出輸入直接相連兩級LC選頻放大器，振蕩十分強(qiáng)烈，振蕩電路互補(bǔ)串饋供電，電源電壓高，電流小，降低功耗顯著，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(fù)載輸出為純正弦波，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橋式振蕩器電路圖3過載檢測保護(hù)電路圖4燈管電路圖5太陽能電源過壓和欠壓檢測控制器電路具體實(shí)施方法參照圖1、2及圖5，本實(shí)用新型具體實(shí)施方法和實(shí)施例包括由太陽能電池陣列 la、過壓檢測控制器lb、欠壓檢測控制器lc、電壓配接器Id、蓄電池El組成的太陽能電源1 和逆變器與熒光燈管G，還包括逆變器由橋式振蕩器3、燈管電路4及過載檢測保護(hù)電路2 組成，橋式振蕩器3由鐵氧體磁性變壓器Tl初級電感Ll并聯(lián)電容C5為諧振回路，諧振回路兩端分別并接兩個(gè)PNP大功率振蕩管Q1、Q2集電極和兩個(gè)NPN大功率振蕩管Q3、Q4集電極，兩個(gè)PNP大功率振蕩管Q1、Q2發(fā)射極接太陽能電源1正極，兩個(gè)NPN大功率振蕩管Q3、 Q4發(fā)射極接地，互補(bǔ)串饋供電，四個(gè)大功率振蕩管Ql、Q2和Q3、Q4集電極與發(fā)射極之間并聯(lián)快恢二極管VD1、VD2和VD3、VD4，諧振回路兩端還并聯(lián)交叉耦合到對管基極電阻Rl、R2 及R3、R4靜態(tài)偏置和電容Cl、C2及C3、C4正反饋構(gòu)成橋式振蕩器，兩個(gè)NPN大功率振蕩管 Q3、Q4基極并接過載檢測信號接口管Q5、Q6集電極，接口管Q5、Q6基極與集電極接電壓負(fù)反饋偏置電阻R5、R6，發(fā)射極接地，橋式振蕩器3輸出功率由鐵氧體磁性變壓器Tl次級電感L2升壓接入燈管電路4。圖2、3，過載檢測保護(hù)電路2由燈負(fù)載電流經(jīng)磁環(huán)電感L3感生電壓二極管VD5峰值檢波，檢測電壓經(jīng)濾波電容C6、限流電阻R7、R8接入接口管Q5、Q6控制振蕩管Q3、Q4及 Q1、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Q5、Q6飽和導(dǎo)通，振蕩管Q3、Q4及Q1、Q2截止停振，起到保護(hù)作用。二極管VD1、VD2保護(hù)振蕩管免受高反壓擊穿。橋式振蕩器由PNP、NPN三極管兩個(gè)互補(bǔ)對稱阻容交叉耦合推挽振蕩互耦而成，阻容交叉耦合推挽振蕩實(shí)際是輸出輸入直接連到的兩級LC選頻放大器，振蕩十分強(qiáng)烈，四個(gè)大功率振蕩管Ql、Q2和Q3、Q4導(dǎo)通角為90度交替工作，輸出電流為半余弦波脈沖，經(jīng)諧振回路衰減諧波，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(fù)載輸出為純正弦波，不僅高效，互補(bǔ)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4，燈管電路兩支燈管并接，橋式振蕩器鐵氧體磁性變壓器Tl次級電感L2輸出高壓并接阻容元件R9、C7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L4、C8 和L5、C9接至燈管G1、G2，諧振頻率接近橋式振蕩頻率時(shí)燈管光效最高，燈管并接啟動電容 CIO、Cll和熱敏電阻RT1、RT2串聯(lián)雙向觸發(fā)二極管VD6、VD7，啟輝時(shí)燈管電壓很高雙向觸發(fā)二極管導(dǎo)通，電流經(jīng)熱敏電阻對燈絲通電預(yù)熱，燈啟輝后燈管電壓降低雙向觸發(fā)管截止，實(shí)現(xiàn)無耗預(yù)熱。圖5，過壓檢測控制器Ib當(dāng)蓄電池El電壓高于穩(wěn)壓二極管VDlO基準(zhǔn)電壓時(shí)，Al輸出為低電平，三極管Q7驅(qū)動繼電器Jl釋放Jl-I常閉觸點(diǎn)切斷充電回路，保護(hù)蓄電池El過壓充電，蓄電池El電壓隨著照明耗電下降低于VDlO基準(zhǔn)電壓時(shí)，Al反相輸入電位低于同相基準(zhǔn)電壓，輸出為高電平，繼電器Jl吸合Jl-I常閉觸點(diǎn)接通充電回路。欠壓檢測控制器Ic 當(dāng)蓄電池El電壓低于穩(wěn)壓二極管VD12基準(zhǔn)電壓時(shí)，A2輸出為低電平，三極管Q8驅(qū)動繼電器J2釋放J2-1常開觸點(diǎn)切斷放電回路，保護(hù)蓄電池El欠壓放電，蓄電池El隨著充電電壓上升高于VD12基準(zhǔn)電壓時(shí)，A2同相輸入電位高于反相基準(zhǔn)電壓，輸出為高電平，繼電器J2 吸合J2-1常開觸點(diǎn)接通放電回路。電阻RIO、R1UR12和R15、R16、R17及電位器RP1、RP2 分壓分別接入運(yùn)算放大器同相和反相輸入端。調(diào)整運(yùn)算放大器電壓負(fù)反饋電阻R13、R18和電位器RP1、RP2達(dá)到切換門限值。電阻R14、R19起限流作用。二極管VD8防反充電，利用單向?qū)щ姳苊馓柲茈姵仃嚵蠭a晚間或下雨天不發(fā)電時(shí)或出現(xiàn)短路時(shí)蓄電池El向太陽能電池陣列Ia放電。二極管VD9防蓄電池反接，當(dāng)蓄電池El極性接反時(shí)導(dǎo)通，產(chǎn)生大電流將熔絲Fl快速熔斷，起到防護(hù)作用。二極管VD11、VD13 吸收繼電器Jl、J2線圈反向電勢，防護(hù)擊穿三極管Q7、Q8。電壓配接器Id接橋式振蕩器3 電源端。本實(shí)施例太陽能電源電壓60V，橋式振蕩器頻率47KHZ，輸出匹配兩支28W熒光燈管，效率為83%，振蕩管散熱器溫度限制在40°C以下。
權(quán)利要求1.一種太陽能電源橋式振蕩熒光燈，包括由太陽能電池陣列、過壓檢測控制器、欠壓檢測控制器、電壓配接器、蓄電池組成的太陽能電源和逆變器與熒光燈管，其特征在于還包括逆變器由橋式振蕩器、燈管電路及過載檢測保護(hù)電路組成，橋式振蕩器由鐵氧體磁性變壓器初級電感并聯(lián)電容為諧振回路，諧振回路兩端分別并接兩個(gè)PNP大功率振蕩管集電極和兩個(gè)NPN大功率振蕩管集電極，兩個(gè)PNP大功率振蕩管發(fā)射極接太陽能電源正極，兩個(gè) NPN大功率振蕩管發(fā)射極接地，互補(bǔ)串饋供電，四個(gè)大功率振蕩管集電極與發(fā)射極之間并聯(lián)快恢二極管，諧振回路兩端還并聯(lián)交叉耦合到對管基極電阻靜態(tài)偏置和電容正反饋構(gòu)成橋式振蕩器，兩個(gè)NPN大功率振蕩管基極并接過載檢測信號控制接口管集電極，接口管基極與集電極接電壓負(fù)反饋偏置電阻，發(fā)射極接地，橋式振蕩器輸出功率由鐵氧體磁性變壓器次級電感升壓接入燈管電路，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峰值檢波，檢測電壓接入接口管控制振蕩管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電源橋式振蕩熒光燈，其特征在于燈管電路接鐵氧體磁性變壓器次級電感，在電感兩端并接串聯(lián)的阻容RC元件，然后接串聯(lián)諧振電路電感、 電容至燈管燈絲的一端，燈管燈絲另一端并接預(yù)熱啟動電容和串聯(lián)相接的熱敏電阻與雙向觸發(fā)二極管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電源橋式振蕩熒光燈，其特征在于過壓檢測控制器由運(yùn)算放大器Al同相輸入端接穩(wěn)壓二極管基準(zhǔn)電壓，反相輸入端接蓄電池電壓，運(yùn)算放大器Al輸出經(jīng)三極管電流放大接繼電器線圈，常閉觸點(diǎn)切換太陽能電池陣列充電過壓控制； 欠壓檢測控制器由運(yùn)算放大器A2反相輸入端接穩(wěn)壓二極管基準(zhǔn)電壓，同相輸入端接蓄電池電壓，運(yùn)算放大器A2輸出經(jīng)三極管電流放大接繼電器線圈，常開觸點(diǎn)切換太陽能電池陣列放電欠壓控制。
專利摘要本實(shí)用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，是一種太陽能電源橋式振蕩熒光燈。包括由太陽能電池陣列、過壓檢測控制器、欠壓檢測控制器、電壓配接器、蓄電池組成的太陽能電源和逆變器與熒光燈管，還包括逆變器由橋式注鎖振蕩器、燈管電路及過載檢測保護(hù)電路組成，橋式注鎖振蕩器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、船只無交流市電或供電不便的場合大功率熒光燈照明。
文檔編號H05B41/36GK201976314SQ20112010135
公開日2011年9月14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