專利名稱：太陽能電源雙推挽振蕩金鹵燈的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電子技術領域，具體是一種太陽能電源雙推挽振蕩金鹵燈。
背景技術：
汽車、火車、船只太陽能直流低電壓電源供電的金鹵燈HID，光電轉換效率高，可產生強光照明，適于車船內外照明，如汽車前燈照明。金鹵燈是一種高強度氣體放電發(fā)光，工作電壓在數百伏，點火啟動電壓通常在3KV以上才能引燃。太陽能直流低電壓電源供電金鹵燈電子核心是一個DC-AC逆變器。燈負載功率在25W左右時，采用大功率三極管或MOS場效應管推挽振蕩方式工作，獲取較好的效果。但是，金鹵燈功率都較大，驅動電流相應較大， 這時逆變器功率器件功耗急劇增大，由于車船內部空間所限散熱器體積不能做大發(fā)熱升溫很高會燒壞元器件，不能正常工作。此外，金鹵燈高頻電源供電極易產生“聲共振”燈光閃爍，燈管內壓力波脈沖從管壁反射與高頻電流諧波相位相同時形成駐波，導致放電電弧不穩(wěn)定燈光閃爍，對人眼產生暈眩。
發(fā)明內容本實用新型的目的是提供太陽能電源供電，拖動大功率燈負載的一種太陽能電源雙推挽振蕩金鹵燈。本實用新型技術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、蓄電池組成太陽能電源和逆變器與燈管，還包括逆變器由調頻信號發(fā)生器、推挽振蕩器6a、推挽振蕩器6b、相加耦合器、燈管電路及過載檢測保護電路組成，推挽振蕩器6a和推挽振蕩器6b分別由鐵氧體磁性變壓器Tl、T2初級電感并聯(lián)電容為諧振回路，其電感中心抽頭經高頻扼流電感和旁路電容接入太陽能電源，同時，調頻信號發(fā)生器電源端接入太陽能電源，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成推挽振蕩器，兩個大功率振蕩管基極并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(fā)射極接地，調頻信號發(fā)生器輸出信號接入推挽振蕩器6a與推挽振蕩器6b接口管，由振蕩管極間電容調制振蕩頻率抑制燈光閃爍，推挽振蕩器6a與推挽振蕩器6b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功率合成、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(huán)電感感生電壓二極管檢波，檢測電壓接入接口管控制振蕩管；其中，調頻信號發(fā)生器由集成電路LM567與電阻、電容構成低頻振蕩器，輸出方波信號經電阻、電容RC單T積分三角波由達林頓三極管射極跟隨接入推挽振蕩器6a與推挽振蕩器6b接口管，由振蕩管極間電容調制振蕩頻率抑制燈光閃爍；燈管電路在相加耦合器次級電感一端接地，另一端經電容接入脈沖點火線圈初級和次級的連接點，該接點另經電容串聯(lián)接地電阻，并在電容電阻串聯(lián)的接點上與雙向觸發(fā)二極管相接，雙向觸發(fā)二極管串聯(lián)脈沖點火初級線圈，脈沖點火次級線圈與接地的金鹵燈管相接；過壓檢測控制器由運算放大器Al同相輸入端接穩(wěn)壓二極管基準電壓，反相輸入端接蓄電池電壓，輸出經三極管電流放大接繼電器線圈，常閉觸點切換太陽能電池陣列充電過壓控制；欠壓檢測控制器由運算放大器A2反相輸入端接穩(wěn)壓二極管基準電壓，同相輸入端接蓄電池電壓，輸出經三極管電流放大接繼電器線圈，常開觸點切換太陽能電池陣列放電欠壓控制。本實用新型產生積極效果太陽能電源供電雙推挽振蕩功率合成，避免溫升振蕩頻率變化電壓幅度失衡燈光下降，調頻抑制燈光閃爍，獲取穩(wěn)定的大功率燈負載高光效，阻容交叉耦合雙推挽振蕩不僅高效，振蕩十分強烈，偶次諧波相互抵消，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本實用新型技術方案原理方框圖圖2雙推振蕩功率合成和過載檢測保護電路圖3調頻信號發(fā)生器圖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施方法參照圖1、2和圖5(圖2以推挽振蕩器6a電路為例，推挽振蕩器6b電路相同)， 本實用新型具體實施方法和實施例包括由太陽能電池陣列l(wèi)a、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E組成太陽能電源1和逆變器與燈管，還包括逆變器由調頻信號發(fā)生器2、雙推挽振蕩器6、相加耦合器5、燈管電路4及過載檢測保護電路3組成，雙推挽振蕩器6分為推挽振蕩器6a和推挽振蕩器6b，分別由鐵氧體磁性變壓器Tl、T2 初級電感LO并聯(lián)電容C4為諧振回路，其電感中心抽頭經高頻扼流電感L2和旁路電容C6 接入太陽能電源1，同時，調頻信號發(fā)生器2電源端接入太陽能電源1，推挽振蕩器6a與推挽振蕩器6b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)交叉耦合到對管基極電阻R1、R2靜態(tài)偏置和電容C1、C2正反饋構成推挽振蕩器，兩個大功率振蕩管Ql、Q2基極并接控制信號接口管Q3、Q4集電極，接口管Q3、Q4基極、集電極接電壓負反饋偏置電阻R4、R5，發(fā)射極接地，調頻信號發(fā)生器2輸出信號接入推挽振蕩器6a與推挽振蕩器6b接口管Q3、Q4，由振蕩管Ql、Q2極間電容調制振蕩頻率抑制燈光閃爍，推挽振蕩器6a與推挽振蕩器6b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5初級電感功率合成，相加耦合器5次級電感功率合成、升壓接入燈管電路4。過載檢測保護電路3由燈負載電流經磁環(huán)電感Ll感生電壓二極管VD3檢波，檢測電壓經電容C3濾波，電阻R8、R9接入接口管Q3、Q4控制振蕩管Ql、Q2，當燈管接觸不良或燈負載短路產生大電流，檢測電壓使Q3、Q4飽和導通，振蕩管Ql、Q2截止停振，起保護作用。 二極管VD1、VD2保護振蕩管免受高反壓擊穿。阻容交叉耦合推挽振蕩器實際是輸出直接連到輸入的LC選頻兩級放大器，兩個大功率振蕩管Ql、Q2輪流處于飽和與截止，以零靜態(tài)電流半個周期導通，振蕩十分強烈，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，降低逆變功率器件功耗，更低抑制在諧振電感中心抽頭饋接電源串入高頻扼流電感和旁路電容， 使燈負載輸出為純正弦波。通用大功率三極管構成推挽振蕩輸出功率匹配25W左右燈管，要求更大功率輸出匹配例如50W燈負載時，僅幾只器件直接并聯(lián)運用不能令人滿意，雙推挽振蕩功率合成疊加輸出功率效果顯著，通過相加耦合器5將雙推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3，調頻信號發(fā)生器集成電路ICl采用LM567，由電阻R12對電容C8充電產生 180HZ低頻方波，由電阻R13、R14和電容C9積分為三角波經達林頓三極管Q5射極阻抗變換，在電阻R15連接推挽振蕩器6a和推挽振蕩器6b接口管Q3、Q4，經振蕩管Q1、Q2極間電容調制振蕩頻率，使低頻信號圍繞基準信號鎖定的中心頻率不斷變化，燈電弧無法形成駐波共振點，避免金鹵燈“聲共振”光閃。電容C7接地起旁路作用。圖4，燈管電路4在啟動開燈瞬間相加耦合器5功率合成高壓經電容CIO、C11、電阻R16、R17使雙向觸發(fā)二極管VD4導通，電流經過脈沖點火線圈初級L3，感應次級線圈L4 升壓產生高壓脈沖，點火觸發(fā)金鹵燈G氣體擊穿導通，燈管啟動引燃發(fā)光。圖5，過壓檢測控制器Ib當蓄電池E電壓高于穩(wěn)壓二極管VD6基準電壓時，Al輸出為低電平，三極管Q6驅動繼電器Jl釋放Jl-I常閉觸點切斷充電回路，保護蓄電池E過壓充電，蓄電池E電壓隨著照明耗電下降低于VD6基準電壓時，Al反相輸入電位低于同相基準電壓，輸出為高電平，繼電器Jl吸合Jl-I常閉觸點接通充電回路。欠壓檢測控制器Ic 當蓄電池E電壓低于穩(wěn)壓二極管VD9基準電壓時，A2輸出為低電平，三極管Q7驅動繼電器 J2釋放J2-1常開觸點切斷放電回路，保護蓄電池E欠壓放電，蓄電池E隨著充電電壓上升高于VD9基準電壓時，A2同相輸入電位高于反相基準電壓，輸出為高電平，繼電器J2吸合 J2-1常開觸點接通放電回路。電阻R18、R19、R20和R23、R24、R25及電位器RP1、RP2分壓分別接入運算放大器同相和反相輸入端。調整運算放大器電壓負反饋電阻R21、R26和電位器RP1、RP2達到切換門限值。電阻R22、R27限流作用。二極管VD5防蓄電池反充電，利用單向導電避免太陽能電池陣列Ia晚間或下雨天不發(fā)電時或出現(xiàn)短路時蓄電池E向太陽能電池陣列Ia放電。二極管VD8防反接，當蓄電池 E極性接反時導通，產生大電流將熔絲F快速熔斷，起到防護作用。二極管VD7、VDlO吸收繼電器J1、J2線圈反向電勢，防護擊穿三極管Q6、Q7。電壓配接器Id內置電源退耦濾波器連接雙推振蕩器6和調頻信號發(fā)生器2電源端。實施例太陽能電壓24V，雙推挽振蕩器57KHZ，調頻信號150HZ，調頻偏移范圍 2. 5KHZ抑制燈光閃爍，輸出匹配功率50W金鹵燈管，雙推振蕩管散熱器溫升限制在30°C以下，逆變效率82 %，燈光穩(wěn)定不閃。
權利要求1.一種太陽能電源雙推挽振蕩金鹵燈，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、蓄電池組成太陽能電源和逆變器與燈管，其特征在于還包括逆變器由調頻信號發(fā)生器、推挽振蕩器(6a)、推挽振蕩器(6b)、相加耦合器、燈管電路及過載檢測保護電路組成，推挽振蕩器(6a)與推挽振蕩器(6b)分別由鐵氧體磁性變壓器(Tl)、 (T2)初級電感并聯(lián)電容為諧振回路，其電感中心抽頭經高頻扼流電感和旁路電容接入太陽能電源，同時，調頻信號發(fā)生器電源端接入太陽能電源，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成推挽振蕩器，兩個大功率振蕩管基極并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(fā)射極接地，調頻信號發(fā)生器輸出接入推挽振蕩器(6a)與推挽振蕩器(6b)接口管，由振蕩管極間電容調制振蕩頻率抑制燈光閃爍，推挽振蕩器(6a)與推挽振蕩器(6b)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功率合成、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(huán)電感感生電壓二極管檢波，檢測電壓接入接口管控制振蕩管。
2.根據權利要求1所述的太陽能電源雙推挽振蕩金鹵燈，其特征在于調頻信號發(fā)生器由集成電路LM567與電阻、電容構成低頻振蕩器，輸出方波信號經電阻、電容RC單T積分成三角波由達林頓三極管射極跟隨接入推挽振蕩器(6a)與推挽振蕩器(6b)接口管，由振蕩管極間電容調制振蕩頻率抑制燈光閃爍。
3.根據權利要求1所述的太陽能電源雙推挽振蕩金鹵燈，其特征在于燈管電路在相加耦合器次級電感一端接地，另一端經電容接入脈沖點火線圈初級和次級的連接點，該接點另經電容串聯(lián)接地電阻，并在電容電阻串聯(lián)的接點上與雙向觸發(fā)二極管相接，雙向觸發(fā)二極管串聯(lián)脈沖點火初級線圈，脈沖點火次級線圈與接地的金鹵燈管相接。
4.根據權利要求1所述的太陽能電源雙推挽振蕩金鹵燈，其特征在于太陽能電源過壓檢測控制器由運算放大器Al同相輸入端接穩(wěn)壓二極管基準電壓，反相輸入端接蓄電池電壓，輸出經三極管電流放大接繼電器線圈，常閉觸點切換太陽能電池陣列充電過壓控制； 欠壓檢測控制器由運算放大器A2反相輸入端接穩(wěn)壓二極管基準電壓，同相輸入端接蓄電池電壓，輸出經三極管電流放大接繼電器線圈，常開觸點切換太陽能電池陣列放電欠壓控制。
專利摘要本實用新型涉及電子技術領域，是一種太陽能電源雙推挽振蕩金鹵燈。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、蓄電池組成太陽能電源和逆變器與燈管，還包括逆變器由調頻信號發(fā)生器、兩個推挽振蕩器、相加耦合器、燈管電路及過載檢測保護電路組成，雙推振蕩器功率合成調頻抑制“聲共振”燈光閃爍，輸出功率接入燈管電路產生穩(wěn)定的高光效。本實用新型電路獨特、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金鹵燈照明。
文檔編號H05B41/36GK202068644SQ20112011034
公開日2011年12月7日 申請日期2011年4月3日 優(yōu)先權日2011年4月3日
發(fā)明者梅玉剛, 阮樹成 申請人:梅玉剛