專利名稱：太陽能電源推挽振蕩無極燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種太陽能電源推挽振蕩無極燈。
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，采用太陽能電源的無極燈可產(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(shí)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(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。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(shí)，降低光射強(qiáng)度以節(jié)約耗電量，減小光污染。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供太陽能低壓電源供電，拖動(dòng)較大功率燈負(fù)載的一種太陽能電源推挽振蕩無極燈。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、蓄電池組成太陽能電源和逆變器與無極燈管，逆變器由推挽振蕩器、 可調(diào)脈沖發(fā)生器和燈管電路、過載檢測保護(hù)電路組成，推挽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)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)交叉耦合到對管基極電阻靜態(tài)偏置和電容正反饋構(gòu)成推挽振蕩器，兩個(gè)振蕩管基極各并接控制信號接口管集電極，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，可調(diào)脈沖發(fā)生器輸出接入推挽振蕩器一個(gè)接口管控制調(diào)光，推挽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兩個(gè)耦合線圈，兩個(gè)耦合線圈鐵氧體磁環(huán)套在無極燈管上，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峰值檢波，檢測電壓接入接口管控制振蕩管，鐵氧體磁性變壓器初級電感中心抽頭經(jīng)高頻扼流電感和旁路電容接入太陽能電源，同時(shí)，可調(diào)脈沖發(fā)生器電源端接入太陽能電源；而可調(diào)脈沖發(fā)生器由時(shí)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(shí)基集成電路的第二和第六腳，并在時(shí)基集成電路第七腳并接串聯(lián)的二極管與電阻，在第七腳經(jīng)另一個(gè)電阻接入電源，電位器中點(diǎn)滑動(dòng)端接充電電容， 滑動(dòng)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接入推挽振蕩器的一個(gè)接口管脈寬控制調(diào)光；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由太陽能低壓電源供電的推挽振蕩器獲取大功率燈負(fù)載光效，脈沖大范圍調(diào)光，結(jié)構(gòu)獨(dú)特、高效。阻容交叉耦合推挽振蕩不僅高效，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推挽振蕩器和燈管電路及過載檢測保護(hù)電路圖3可調(diào)脈沖發(fā)生器電路圖4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4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組成太陽能電源1和逆變器與無極燈管G，逆變器由推挽振蕩器4、可調(diào)脈沖發(fā)生器3和燈管電路5、過載檢測保護(hù)電路2組成，推挽振蕩器4由鐵氧體磁性變壓器初級電感Ll并聯(lián)電容CO為諧振回路，諧振回路兩端分別并接兩個(gè)大功率振蕩管Ql、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(gè)振蕩管Q1、Q2基極各并接控制信號接口管Q3、Q4集電極，接口管基極與集電極接電壓負(fù)反饋偏置電阻R4、R5，發(fā)射極接地，可調(diào)脈沖發(fā)生器3輸出信號經(jīng)電容C5、電阻R7 接入推挽振蕩器4接口管Q3控制調(diào)光，推挽振蕩器4輸出功率由鐵氧體磁性變壓器次級電感L2升壓接入燈管電路5兩個(gè)耦合線圈L4、L5，兩個(gè)耦合線圈鐵氧體磁環(huán)套在無極燈管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L3感生電壓二極管VD3峰值檢波，其電壓經(jīng)電阻R8接入接口管Q4控制振蕩管，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Q4飽和導(dǎo)通，振蕩管Ql、Q2截止停振，起保護(hù)作用。鐵氧體磁性變壓器初級電感 Ll中心抽頭經(jīng)高頻扼流電感L6和旁路電容C6接入太陽能電源1，同時(shí)，可調(diào)脈沖發(fā)生器3 電源端接入太陽能電源1。二極管VD1、VD2保護(hù)振蕩管Q1、Q2免受高反壓擊穿。阻容交叉耦合推挽振蕩器的兩個(gè)大功率振蕩管Ql、Q2以零靜態(tài)電流半個(gè)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，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接高頻扼流電感、對地旁路電容，阻止偶次諧波的功耗，使燈負(fù)載輸出純正弦波。圖3，調(diào)光脈沖發(fā)生器時(shí)基集成電路ICl采用555，調(diào)光電位器RPl —端串聯(lián)二極管VD4，另一端接時(shí)基集成電路ICl的第二和第六腳，并在時(shí)基集成電路ICl的第七腳并接串聯(lián)的二極管VD5與電阻R11，并在第七腳由電阻RlO接入太陽能電源1，電位器RPl中點(diǎn)滑動(dòng)端接充電電容C7，滑動(dòng)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功率放大輸出接入推挽振蕩器4的接口管Q3。低電平時(shí)Q3截止，振蕩管Ql、Q2導(dǎo)通工作，燈點(diǎn)亮，高電平時(shí)Q3導(dǎo)通，振蕩管Q1、Q2截止，燈熄滅，點(diǎn)亮?xí)r間由脈沖寬度決定。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R10、R11充電時(shí)VD4導(dǎo)通，放電時(shí)VD5導(dǎo)通，占空比可調(diào)范圍極大。電容C8、C9對地旁路，電阻R12、R14限流作用，R13是三極管Q5負(fù)載電阻。圖4，過壓檢測控制器Ib當(dāng)蓄電池El電壓高于穩(wěn)壓二極管VD7基準(zhǔn)電壓時(shí)，Al輸出為低電平，三極管Q6驅(qū)動(dòng)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VD7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VDlO基準(zhǔn)電壓時(shí)，A2輸出為低電平，三極管Q7驅(qū)動(dòng)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VDlO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R15、R16、R17和R20、R21、繼電器J2吸合J2-1常開觸點(diǎn)接通放電回路。電阻R15、R16、R17和R20、R2UR22及電位器RP2、RP3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R18、R23和電位器RP2、 RP3達(dá)到切換門限值。電阻R19、R24起限流作用。圖中，二極管VD6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VD8、 VDll吸收繼電器Jl、J2線圈反向電勢，防護(hù)擊穿三極管Q6、Q7。電壓配接器Id內(nèi)置電源退耦濾波器連接推挽振蕩器4和可調(diào)脈沖發(fā)生器3電源端。本實(shí)施例太陽能電源輸出電壓MV，推挽振蕩器頻率165KHZ，調(diào)光脈沖最小占空比輸出平均功率匹配30W無極燈管，調(diào)光脈沖最大占空比平均功率6W，調(diào)光明顯改變照明光強(qiáng)，降低光射強(qiáng)節(jié)約耗電，減小光污染。
權(quán)利要求1.一種太陽能電源推挽振蕩無極燈，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無極燈管，其特征在于逆變器由推挽振蕩器、可調(diào)脈沖發(fā)生器和燈管電路、過載檢測保護(hù)電路組成，推挽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)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)交叉耦合到對管基極電阻靜態(tài)偏置和電容正反饋構(gòu)成推挽振蕩器，兩個(gè)振蕩管基極各并接控制信號接口管集電極，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，可調(diào)脈沖發(fā)生器輸出接入推挽振蕩器一個(gè)接口管控制調(diào)光，推挽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兩個(gè)耦合線圈，兩個(gè)耦合線圈鐵氧體磁環(huán)套在無極燈管上，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峰值檢波，檢測電壓接入接口管控制振蕩管，鐵氧體磁性變壓器初級電感中心抽頭經(jīng)高頻扼流電感和旁路電容接入太陽能電源，同時(shí)，可調(diào)脈沖發(fā)生器電源端接入太陽能電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電源推挽振蕩無極燈，其特征在于可調(diào)脈沖發(fā)生器由時(shí)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(shí)基集成電路的第二和第六腳，并在時(shí)基集成電路第七腳并接串聯(lián)的二極管與電阻，在第七腳經(jīng)另一個(gè)電阻接入電源，電位器中點(diǎn)滑動(dòng)端接充電電容，滑動(dòng)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接入推挽振蕩器的一個(gè)接口管脈寬控制調(diào)光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電源推挽振蕩無極燈，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，是一種太陽能電源推挽振蕩無極燈。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無極燈管，還包括逆變器由推挽振蕩器、可調(diào)脈沖發(fā)生器、燈管電路及過載檢測保護(hù)電路，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較大功率無極燈照明。
文檔編號H05B41/38GK201976332SQ201120101398
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)明者阮樹成, 阮雪芬 申請人:阮雪芬