專利名稱：直流低壓電源雙橋振蕩高壓鈉燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種直流低壓電源雙橋振蕩高壓鈉燈。
背景技術(shù)：
汽車、火車、船只直流低電壓電源供電的高壓鈉燈HID，光電轉(zhuǎn)換效率高，可產(chǎn)生強光照明，適于車船內(nèi)外照明，如汽車前燈照明。高壓鈉燈是一種高強度氣體放電發(fā)光，工作電壓在數(shù)百伏，點火啟動電壓通常在3KV以上才能引燃。直流低壓直流低電壓電源供電高壓鈉燈電子核心是一個DC-AC逆變器。燈負(fù)載功率在25W左右時，采用大功率三極管或MOS 場效應(yīng)管推挽振蕩方式工作，獲取較好的效果。但是，高壓鈉燈功率都較大，驅(qū)動電流相應(yīng)大，這時逆變器功率器件功耗急劇增大，由于車船內(nèi)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，高壓鈉燈高頻電源供電極易產(chǎn)生“聲共振”燈光閃爍，燈管內(nèi)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(dǎo)致放電電弧不穩(wěn)定燈光抖動，對人眼產(chǎn)生暈眩。

實用新型內(nèi)容本實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雙橋振蕩高壓鈉燈。本實用新型技術(shù)解決方案為由調(diào)頻信號發(fā)生器、橋式振蕩器fe、橋式振蕩器5b、 相加耦合器、燈管電路、過載檢測保護電路及直流低壓電源組成，橋式振蕩器fe和橋式振蕩器恥分別由鐵氧體磁性變壓器T1、T2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PNP大功率振蕩管集電極和兩個NPN大功率振蕩管集電極，兩個PNP大功率振蕩管發(fā)射極接直流低壓電源正極，兩個NPN大功率振蕩管發(fā)射極接地，四個大功率振蕩管集電極與發(fā)射極之間并聯(lián)快速恢復(fù)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NPN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(fù)反饋偏置電阻，發(fā)射極接地，調(diào)頻信號發(fā)生器輸出信號經(jīng)耦合電容和電阻接入橋式振蕩器恥接口管，由振蕩管極間電容調(diào)制振蕩頻率抑制燈光閃爍，橋式振蕩器fe與橋式振蕩器恥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升壓接入燈管電路，過載檢測保護電路由燈負(fù)載電流經(jīng)磁環(huán)電感感生電壓二極管檢波，檢測電壓接入接口管控制振蕩管，調(diào)頻信號發(fā)生器電源端接入直流低壓電源；其中，調(diào)頻信號發(fā)生器由運算放大器Al、A2與電阻、電容構(gòu)成自激多諧振蕩器和有源帶通濾波器，Al偏置電阻和反饋電阻取值相同，電容充放電時間相同，構(gòu)成對稱翻轉(zhuǎn)的自激多諧振蕩器，A2由電阻、電容RC單T選頻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成負(fù)反饋式有源帶通濾波器，Al輸出信號經(jīng)A2有源帶通濾波接入橋式振蕩器恥接口管，由振蕩管極間電容調(diào)制振蕩頻率抑制燈光閃爍；燈管電路由電容串接燈管接入相加耦合器次級電感，并經(jīng)限流電阻接雙向可控硅陽極，另由電阻對電容充電連接雙向觸發(fā)二極管觸發(fā)雙向可控硅門極，雙向可控硅陽極和陰極并接在與放電電容串聯(lián)的脈沖點火變壓器初級線圈，脈沖點火次級線圈接燈管，雙向可控硅陰極、充電電容和脈沖點火線圈初級、次級連接點接入相加耦合器次級電感接地端。本實用新型產(chǎn)生積極效果直流低壓電源供電雙橋振蕩功率合成，調(diào)頻抑制燈光閃抖，獲取大功率燈負(fù)載光效，阻容交叉耦合雙橋振蕩功率合成振蕩十分強烈，振蕩電路互補串饋供電，電源電壓高電流小，降低功耗增大輸出功率。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，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本實用新型技術(shù)方案原理方框圖圖2橋式振蕩器電路圖3雙橋振蕩功率合成及過載檢測保護電路圖4調(diào)頻信號發(fā)生器電路圖5燈管電路具體實施方法參照圖1、2、3(圖2以橋式振蕩器fe電路為例，橋式振蕩器恥電路相同)，本實用新型實施方法和實施例由調(diào)頻信號發(fā)生器4、雙橋振蕩器5、相加耦合器6、燈管電路1、 過載檢測保護電路3及直流低壓電源組成，雙橋振蕩器5分為橋式振蕩器fe和橋式振蕩器 5b，分別由鐵氧體磁性變壓器Tl、T2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PNP大功率振蕩管Ql、Q2集電極和兩個NPN大功率振蕩管Q3、Q4集電極，兩個PNP大功率振蕩管Ql、Q2發(fā)射極接直流低壓電源2正極，兩個NPN大功率振蕩管Q3、Q4 發(fā)射極接地，四個大功率振蕩管Q1、Q2和Q3、Q4集電極與發(fā)射極并聯(lián)快速恢復(fù)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和R3、R4靜態(tài)偏置和電容Cl、C2和C3、C4正反饋構(gòu)成橋式振蕩器，兩個NPN大功率振蕩管Q3、Q4基極并接控制信號接口管Q5、Q6集電極，接口管Q5、Q6基極、集電極接電壓負(fù)反饋偏置電阻R5、R6，發(fā)射極接地，調(diào)頻信號發(fā)生器4輸出信號經(jīng)耦合電容C5和電阻R7、R8接入橋式振蕩器恥接口管Q5、Q6，由振蕩管Q3、Q4極間電容調(diào)制振蕩頻率抑制燈光閃爍，橋式振蕩器fe與橋式振蕩器恥輸出功率分別由鐵氧體磁性變壓器Tl和T2次級電感L2反相接入相加耦合器6 初級電感功率合成，相加耦合器6次級電感升壓接入燈管電路1。過載檢測保護電路3由燈負(fù)載電流經(jīng)磁環(huán)電感L3感生電壓二極管VD5檢波，檢測電壓經(jīng)電容C6濾波，電阻R9、R10限流接入接口管Q5、Q6控制振蕩管Q3、Q4，當(dāng)燈管接觸不良或燈負(fù)載短路產(chǎn)生大電流，檢測電壓使Q5、Q6飽和導(dǎo)通，振蕩管Q3、Q4及Ql、Q2截止停振，即時起到保護。調(diào)頻信號發(fā)生器4電源端接入直流低壓電源2?？焖倩謴?fù)二極管VD1、VD2和VD3、 VD4保護振蕩管免受高反壓擊穿。橋式振蕩器由PNP、NPN三極管兩個互補對稱阻容交叉耦合推挽振蕩相互耦合而成，阻容交叉耦合推挽振蕩實際是輸出輸入直接相連兩級LC選頻放大器，大功率振蕩管 Q3、Q4和Q1、Q2導(dǎo)通角為90度交替工作，輸出電流為半余弦波脈沖，振蕩十分強烈，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，振蕩電路互補串饋供電，電源電壓高電流小，降低功耗增大輸出功率。通用大功率三極管構(gòu)成橋振蕩輸出功率只能匹配功率50W左右的燈管，當(dāng)要求更大功率輸出匹配例如100W燈負(fù)載時，僅幾只器件直接并聯(lián)運用不能令人滿意，雙橋振蕩功率合成疊加輸出功率效果顯著，通過相加耦合器6將雙橋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(fù)載，當(dāng)兩個電流相等時平衡電阻Rll無功率損耗。圖4，調(diào)頻信號發(fā)生器由運算放大器Al為多諧振蕩器，偏置電阻R12、R13和負(fù)反饋 R14、Rl5取值相同，電容C7充、放電時間相同，輸出對稱方波，經(jīng)運算放大器A2與電阻R16、 R17、R18和電容C8、C9組成負(fù)反饋式RC單T選頻網(wǎng)絡(luò)有源帶通濾波器濾除高次諧波，輸出基波為低頻正弦波接入橋式振蕩器恥接口管Q5、Q6，由振蕩管Q3、Q4極間電容調(diào)制振蕩頻率，低頻正弦波圍繞注入鎖定中心頻率不斷變化，燈電弧無法形成駐波共振點，避免“聲共振”燈光閃爍。圖5，燈管電路在啟動開燈的瞬間相加耦合器6功率合成輸出高壓由電容C10、電阻R19對電容Cll充電使雙向觸發(fā)二極管VD6導(dǎo)通，進(jìn)而觸發(fā)雙向可控硅VSl門極使其導(dǎo)通，電流經(jīng)限流電阻R20、放電電容C12和脈沖點火初級線圈L4，感應(yīng)到次級線圈L5升壓成高壓脈沖，點火觸發(fā)高壓鈉燈G氣體擊穿導(dǎo)通，使高壓鈉燈啟動引燃發(fā)光。實施例直流低壓電源電壓48V，雙橋振蕩器頻率51KHZ，調(diào)頻信號頻率160HZ，頻偏 2. 2KHZ抑制燈光閃爍，輸出匹配100W高壓鈉燈管，逆變效率83%，振蕩管散熱器溫度限制在低于40°C。
權(quán)利要求1.一種直流低壓電源雙橋振蕩高壓鈉燈，其特征在于由調(diào)頻信號發(fā)生器、橋式振蕩器( )、橋式振蕩器( )、相加耦合器、燈管電路、過載檢測保護電路及直流低壓電源組成，橋式振蕩器(5a)和橋式振蕩器(5b)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，諧振回路兩端分別并接兩個PNP大功率振蕩管集電極和兩個NPN大功率振蕩管集電極，兩個PNP大功率振蕩管發(fā)射極接直流低壓電源正極，兩個NPN大功率振蕩管發(fā)射極接地，四個大功率振蕩管集電極與發(fā)射極之間并聯(lián)快速恢復(fù)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NPN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(fù)反饋偏置電阻，發(fā)射極接地，調(diào)頻信號發(fā)生器輸出信號經(jīng)耦合電容、電阻接入橋式振蕩器(5b)接口管，由振蕩管極間電容調(diào)制振蕩頻率抑制燈光閃爍，橋式振蕩器(5a)與橋式振蕩器(5b)輸出功率分別由鐵氧體磁性變壓器(Tl)和(1 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升壓接入燈管電路，過載檢測保護電路由燈負(fù)載電流經(jīng)磁環(huán)電感感生電壓二極管檢波，檢測電壓接入接口管控制振蕩管，調(diào)頻信號發(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雙橋振蕩高壓鈉燈，其特征在于調(diào)頻信號發(fā)生器由運算放大器Al、A2與電阻、電容構(gòu)成自激多諧振蕩器和有源帶通濾波器，Al偏置電阻和反饋電阻取值相同，電容充放電時間相同，構(gòu)成對稱翻轉(zhuǎn)的自激多諧振蕩器，A2由電阻、電容RC單T選頻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成負(fù)反饋式有源帶通濾波器，Al輸出信號經(jīng)A2有源帶通濾波接入橋式振蕩器(5b)接口管，由振蕩管極間電容調(diào)制振蕩頻率抑制燈光閃爍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流低壓電源雙橋振蕩高壓鈉燈，其特征在于燈管電路由電容串接燈管接入相加耦合器次級電感，并經(jīng)限流電阻接雙向可控硅陽極，另由電阻對電容充電連接雙向觸發(fā)二極管觸發(fā)雙向可控硅門極，雙向可控硅陽極和陰極并接在與放電電容串聯(lián)的脈沖點火變壓器初級線圈，脈沖點火次級線圈接燈管，雙向可控硅陰極、充電電容和脈沖點火線圈初級、次級連接點接入相加耦合器次級電感接地端。
專利摘要本實用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，是一種直流低壓電源雙橋振蕩高壓鈉燈。由調(diào)頻信號發(fā)生器、兩個橋式振蕩器、相加耦合器、燈管電路、過載檢測保護電路及直流低壓電源組成，雙橋振蕩器功率合成調(diào)頻抑制“聲共振”燈光閃爍，輸出功率接入燈管電路產(chǎn)生高光效。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大功率高壓鈉燈照明。
文檔編號H02M7/538GK202043365SQ20112011021
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)明者阮樹成 申請人:阮樹成