太陽能電源注鎖功率合成霓虹燈的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電光源照明【技術領域】，具體是一種太陽能電源注鎖功率合成霓虹燈。包括霓虹燈管、太陽能電源、基準晶振、振蕩驅動芯片、推挽放大器、推挽振蕩器、相加耦合器、燈管異常電流檢測器，振蕩驅動芯片輸出接推挽放大器，經輸出功率變壓器T1與推挽振蕩器輸出功率變壓器T3饋入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芯片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(fā)明適用于太陽能低電壓、大電流供電的霓虹燈商業(yè)裝飾廣告照明。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及電光源照明【技術領域】，具體是一種太陽能電源注鎖功率合成霓虹燈。 太陽能電源注鎖功率合成霓虹燈

【背景技術】
[0002] 現有技術電子鎮(zhèn)流器通常用LC或RC振蕩器作為霓虹燈光源，產生的振蕩頻率受 溫度變化穩(wěn)定性差影響功率不穩(wěn)定光強下降，雖然結構簡便，成本低。但是，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(fā)光不穩(wěn)定亮度下降，重則燒壞器件縮短使用壽命。


【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供太陽能電源低電壓大電流供電、逆變振蕩高穩(wěn)頻相位同步的 一種太陽能電源注鎖功率合成霓虹燈。
[0004] 本發(fā)明技術解決方案為：包括太陽能電源、霓虹燈管、基準晶振、分頻器、振蕩驅動 芯片、推挽放大器、推挽振蕩器、相加耦合器、燈管異常電流檢測器，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， 并分別并接接地電容，同時，還跨接串聯(lián)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，振蕩驅動芯片內含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M0S場效應管％、Q 2柵極，Qp Q2漏極并接變壓器?\電感U兩端，振蕩驅 動芯片電源端經電阻R7降壓電容C 8旁路和電感Q中心點經電感L3、電容C7旁路接太陽能 電源，Q 2源極串聯(lián)電阻R6接地，經電阻R4、電容C6接振蕩驅動芯片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中點并聯(lián)源極接地場效應管Q 5漏極及電阻R8、R14，電感L7、電阻R1Q與變壓器τ 3 電感L5閉合，電感L4中心點經電感L9和旁路電容C9接太陽能電源，Q 3、Q4源極經接地電阻 R9壓降取樣電流連接電阻Rn，電阻Rn和燈管異常電流檢測器信號經電阻R 12接場效應管Q5 柵極，燈管異常電流檢測器信號接入振蕩驅動芯片燈故障控制SD，推挽放大器輸出功率變 壓器?\與推挽振蕩器變壓器T3由相加耦合器功率合成、升壓接入霓虹燈管啟輝，基準晶振 信號經分頻器注入振蕩驅動芯片RC振蕩器C T端鎖定相位，由推挽放大器變壓器?\與推挽 振蕩器變壓器Τ3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，太陽能電源 接基準晶振、分頻器電源端；
[0005] 而太陽能電源由光伏電池板Ei輸出串聯(lián)阻塞二極管VD2、繼電器觸點J-1連接蓄 電池 E2和接有開關S的燈具DW，蓄電池 E2過壓控制取樣電阻R^RPi、!^接入時基芯片IC5 高電平觸發(fā)端TH，欠壓控制取樣電阻R19、RP2、R2(l接入低電平觸發(fā)端TL，時基芯片IC 5輸出 接繼電器，蓄電池串入快速熔絲F，并接防反接二極管VD3。
[0006] 本發(fā)明產生積極效果：解決太陽能電源低電壓、大電流供電自激和它激雙推逆變 振蕩高穩(wěn)頻相位同步功率合成，達到單個自激或它激雙推逆變器難以得到的大功率霓虹燈 裝飾照明，避免器件溫升高振蕩頻率變化功率失衡，穩(wěn)定燈光延長使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007] 圖1本發(fā)明技術方案原理框圖
[0008] 圖2基準晶振電路
[0009] 圖3太陽能電源注鎖功率合成霓虹燈電路
[0010] 圖4太陽能電源電路

【具體實施方式】
[0011] 參照圖1、2、3、4,本發(fā)明【具體實施方式】和實施例：包括太陽能電源1、霓虹燈管8， 基準晶振2、分頻器3、振蕩驅動芯片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及電阻札、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&，并分別并接接地電容 ，同時，還跨接串聯(lián)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,振蕩驅動芯片4,即IC4IR2156內含RC振蕩器、推挽放大驅動電路、 電流檢測CS、燈故障控制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5兩個大功率M0S場效應管Qi、Q 2柵極，Qi、Q2漏極并接變壓器?\電感U 兩端，振蕩驅動芯片4電源端經電阻R7降壓電容C8旁路和電感U中心點經電感L3、電 容C 7旁路接太陽能電源，Q2源極串聯(lián)電阻R6接地，經電阻R4、電容C 6接振蕩驅動芯片4的 CS，推挽振蕩器6由兩個大功率M0S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中點并聯(lián)源極接地場效應管Q5漏極及偏見置電阻R8、 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接太 陽能電源，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信號經電阻R12接入場效應管Q5柵極，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Τ 3由相加耦合器7功率合成、升壓霓虹燈管8啟輝，基準晶振2接分頻 器3分頻+Ν基準信號&經電容C3、C 4分壓注入RC振蕩器CT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信號經電阻R13接入振蕩驅動芯片4燈 故障控制SD，太陽能電源1接基準晶振2、分頻器3電源端。
[0012] 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。
[0013] IC5引腳符號功能：V。。電源端，TL低電平觸發(fā)，TH高電平觸發(fā)，VMK復位，Vc電壓控 制，D IS放電端，V。輸出端，GND接地。
[0014] 振蕩驅動芯片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，以消除非線性互調功率不均衡，獲取穩(wěn)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。
[0015] 基準晶振石英諧振器頻率受溫度變化極小，高度穩(wěn)定?；鶞市盘柦浄诸l器注入振 蕩驅動芯片鎖定相位。未注入基準信號振蕩驅動芯片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，由于基準信 號注入在輸入端，增益高，小功率鎖定。分頻器IC 3二進制或十進制計數器分頻。
[0016] 注入鎖相無須壓控調諧、鑒相和環(huán)路濾波，因此結構簡單，附加成本低。注入鎖相 本質上與環(huán)路鎖相沒差別，性能優(yōu)越，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，適于 功率合成燈具穩(wěn)定振蕩頻率相位同步，避免器件溫升過高功率失衡，穩(wěn)定燈光延長使用壽 命。
[0017] 相加耦合器T4電感L1(l將兩個推挽輸出功率變壓器?\、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。
[0018] 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。
[0019] 燈異常電流磁環(huán)電感L12電壓二極管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；振蕩驅動芯片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使芯片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。
[0020] 太陽能電源欠壓控制，蓄電池電壓低于時基芯片ICS555低電平觸發(fā)端TL取樣 1/3^。時，時基芯片置位，繼電器J吸合，觸點J-1接通蓄電池充電，當蓄電池電壓充足，過 壓控制電壓高于高電平觸發(fā)端HL取樣2/3V。。，時基芯片復位，繼電器釋放觸點J-1，切斷太 陽能電池對蓄電池過壓充電。隨著燈具DW照明消耗電能蓄電池電壓降低到置位電壓，太陽 能電池恢復充電，使蓄電池電壓保持在照明所需值，開關S控制燈具照明。
[0021] 阻塞二極管VD2單向導電防止蓄電池對太陽能電池反充電，二極管VD3當蓄電池反 接導通短路，快速燒斷熔絲F保護蓄電池。電容C 12、C13去耦，電阻R21、電容C14、穩(wěn)壓二極管 VD4供時基芯片電源。二極管VD5抑制繼電器吸合、釋放產生的反向電壓，防護IC5受損。
[0022] 實施例太陽能電源電壓36V，燈電流2. 5A，引燃75W霓虹燈管G，效率83 %，晝夜商 業(yè)裝飾廣告照明，功率M0S管溫升在允許值內，使用壽命長。
【權利要求】
1. 一種太陽能電源注鎖功率合成霓虹燈，包括太陽能電源、霓虹燈管，其特征在于：還 包括基準晶振、分頻器、振蕩驅動芯片、推挽放大器、推挽振蕩器、相加耦合器、燈管異常電 流檢測器，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，并分別并接接地電容，同時，還跨接串聯(lián)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，振蕩驅動芯片內含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漏極并 接變壓器?\電感U兩端，振蕩驅動芯片電源端經電阻R7降壓電容C 8旁路和電感U中心點 經電感L3、電容C7旁路接太陽能電源，Q 2源極串聯(lián)電阻R6接地，經電阻R4、電容C6接振蕩驅 動芯片CS，推挽振蕩器由兩個大功率MOS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T2電感L8兩端，電感L8中點并聯(lián)源極接地場效應管Q 5漏極及電阻r8、r14， 電感L7、電阻R 1(l與變壓器T3電感L5閉合，電感L4中心點經電感L 9和旁路電容C9接太陽能 電源，Q3、Q4源極經接地電阻R 9壓降取樣電流連接電阻Rn，電阻Rn和燈管異常電流檢測器 信號經電阻R 12接場效應管Q5柵極，燈管異常電流檢測器信號接入振蕩驅動芯片燈故障控 制SD，推挽放大器輸出功率變壓器?\與推挽振蕩器變壓器T 3由相加耦合器功率合成、升壓 接入霓虹燈管啟輝，基準晶振信號經分頻器注入振蕩驅動芯片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，太陽能電源接基準晶振、分頻器電源端。
2. 根據權利要求1所述的太陽能電源注鎖功率合成霓虹燈，其特征在于：太陽能電源 由光伏電池板Ei輸出串聯(lián)阻塞二極管VD2、繼電器觸點J-1連接蓄電池 Ε2和接有開關S的 燈具DW，蓄電池 Ε2過壓控制取樣電阻R17、RPp R18接入時基芯片IC5高電平觸發(fā)端ΤΗ，欠壓 控制取樣電阻R19、RP 2、R2Q接入低電平觸發(fā)端TL，時基芯片IC5輸出接繼電器，蓄電池串入快 速熔絲F，并接防反接二極管VD 3。
【文檔編號】H05B41/285GK104105303SQ201310160062
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年4月15日 優(yōu)先權日:2013年4月15日
【發(fā)明者】阮樹成, 張根清 申請人:張根清