專利名稱：直流低壓電源八橋振蕩功率合成高壓鈉燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種直流低壓電源八橋振蕩功率合成高壓鈉燈。
背景技術(shù)：
汽車、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(qiáng)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(qiáng)度氣體放電發(fā)光，工作電壓在數(shù)百伏，點(diǎn)火啟動電壓通常在3KV以上才能引燃。直流低電壓電源供電高壓鈉燈電子核心是一個(gè)DC-AC逆變器。燈負(fù)載功率在25W左右時(shí)，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)要大，這時(shí)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(shí)形成駐波，導(dǎo)致放電電弧不穩(wěn)定燈光閃爍， 對人眼產(chǎn)生暈眩。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)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八橋振蕩功率合成高壓鈉燈。本實(shí)用新型技術(shù)解決方案為由八個(gè)橋式振蕩器、七個(gè)相加耦合器、調(diào)頻信號發(fā)生器、燈管電路、過載檢測保護(hù)電路及直流低壓電源組成，七個(gè)相加耦合器分為第一相加耦合器、第二相加耦合器、第三相加耦合器、第四相加耦合器、第五相加耦合器、第六相加耦合器、第七相加耦合器，八個(gè)橋式振蕩器分為橋式振蕩器6a、橋式振蕩器6b、橋式振蕩器6c、 橋式振蕩器6d、橋式振蕩器6e、橋式振蕩器6f和橋式振蕩器6g、橋式振蕩器他，分別由八個(gè)鐵氧體磁性變壓器T1、T2、T3、T4和Τ5、Τ6、Τ7、Τ8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)射極接直流低壓電源正極，兩個(gè)NPN大功率振蕩管發(fā)射極接地，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、電阻接入八個(gè)橋式振蕩器接口管，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6a和橋式振蕩器6b輸出功率由鐵氧體磁性變壓器Tl、T2次級電感反相接入第一相加耦合器初級電感一階功率合成，橋式振蕩器6c和橋式振蕩器6d輸出功率由鐵氧體磁性變壓器T3、T4次級電感反相接入第二相加耦合器初級電感一階功率合成，橋式振蕩器6e和橋式振蕩器6f輸出功率由鐵氧體磁性變壓器T5、T6次級電感反相接入第三相加耦合器初級電感一階功率合成，橋式振蕩器6g和橋式振蕩器他輸出功率由鐵氧體磁性變壓器T7、T8次級電感反相接入第四相加耦合器初級電感一階功率合成，第一相加耦合器和第二相加耦合器次級電感反相接入第五相加耦合器初級電感二階功率合成，第三相加耦合器和第四相加耦合器次級電感反相接入第六相加耦合器初級電感二階功率合成，第五相加耦合器和第六相加耦合器次級電感反相接入第七相加耦合器初級電感三階功率合成，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(yùn)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(shí)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有源帶通濾波接入八個(gè)橋式振蕩器接口管，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第七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(diǎn)火變壓器初級線圈，脈沖點(diǎn)火次級線圈接燈管， 雙向可控硅陰極、充電電容和脈沖點(diǎn)火線圈初級、次級連接點(diǎn)接入第七相加耦合器次級電感接地端。本實(shí)用新型產(chǎn)生積極效果直流低壓電源供電八橋振蕩功率合成調(diào)頻抑制燈光閃爍，阻容交叉耦合八橋振蕩功率合成振蕩十分強(qiáng)烈，獲取大功率燈負(fù)載高光效，振蕩電路互補(bǔ)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(shí)用新型技術(shù)方案原理方框圖圖2橋式振蕩器電路圖3八橋振蕩功率合成及過載檢測保護(hù)電路圖4調(diào)頻信號發(fā)生器圖5燈管電路具體實(shí)施方法參照圖1、2、3(圖2以橋式振蕩器6a電路為例，其余橋式振蕩器電路相同)，本實(shí)用新型具體實(shí)施方法和實(shí)施例由調(diào)頻信號發(fā)生器3、八個(gè)橋式振蕩器6、七個(gè)相加耦合器 4、燈管電路2、過載檢測保護(hù)電路5及直流低壓電源1組成，七個(gè)相加耦合器4分為第一相加耦合器4a、第二相加耦合器4b、第三相加耦合器4c、第四相加耦合器4d、第五相加耦合器 4e、第六相加耦合器4f、第七相加耦合器4g，八個(gè)橋式振蕩器6分為橋式振蕩器6a、橋式振蕩器6b、橋式振蕩器6c、橋式振蕩器6d、橋式振蕩器6e、橋式振蕩器6f和橋式振蕩器6g、 橋式振蕩器他，分別由八個(gè)鐵氧體磁性變壓器Tl、T2、T3、T4和T5、T6、T7、T8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Ql、Q2發(fā)射極接直流低壓電源 1正極，兩個(gè)NPN大功率振蕩管Q3、Q4發(fā)射極接地，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R1、R2和R3、R4靜態(tài)偏置和電容C1、C2和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基極并接控制信號接口管Q5、Q6集電極，接口管基極、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3輸出信號經(jīng)耦合電容C6、電阻 R7、R8接入八個(gè)橋式振蕩器6接口管，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6a和橋式振蕩器6b輸出功率由鐵氧體磁性變壓器Tl、T2次級電感反相接入第一相加耦合器如初級電感一階功率合成，橋式振蕩器6c和橋式振蕩器6d輸出功率由鐵氧體磁性變壓器T3、T4次級電感反相接入第二相加耦合器4b初級電感一階功率合成，橋式振蕩器6e和橋式振蕩器6f輸出功率由鐵氧體磁性變壓器T5、T6次級電感反相接入第三相加耦合器4c初級電感一階功率合成，橋式振蕩器6g和橋式振蕩器他輸出功率由鐵氧體磁性變壓器T7、T8次級電感反相接入第四相加耦合器4d初級電感一階功率合成，第一相加耦合器如和第二相加耦合器4b次級電感反相接入第五相加耦合器如初級電感二階功率合成，第三相加耦合器如和第四相加耦合器4d次級電感反相接入第六相加耦合器4f初級電感二階功率合成，第五相加耦合器4e和第六相加耦合器4f次級電感反相接入第七相加耦合器4g初級電感三階功率合成，次級電感升壓接入燈管電路2。過載檢測保護(hù)電路5由燈負(fù)載電流經(jīng)磁環(huán)電感L3感生電壓二極管檢波VD5，檢測電壓經(jīng)電容C7、電阻R18濾波，電阻R9、RlO限流接入接口管Q5、Q6控制振蕩管Q3、Q4和 Q1、Q2。當(dāng)燈管接觸不良或燈負(fù)載短路產(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，即時(shí)起到保護(hù)作用。調(diào)頻信號發(fā)生器3電源端接入直流低壓電源1。二極管VD1、VD2和VD3、VD4吸收振蕩管高反壓，避免擊穿。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相互耦合而成，阻容交叉耦合推挽振蕩實(shí)際是輸出輸入直接相連的兩級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(qiáng)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(bǔ)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)成的橋式振蕩輸出功率只能50W左右，在要求更大輸出功率時(shí)，如匹配450W燈負(fù)載，僅幾只器件直接并聯(lián)運(yùn)用不能令人滿意，采用八橋振蕩功率合成效果明顯，其輸出功率疊加能滿足技術(shù)要求，通過七個(gè)相加耦合器分別將八橋振蕩輸出功率相互反相激勵(lì)功率合成，升壓引燃大功率或多支中小功率燈管發(fā)光。平衡電阻R11、R12、 R13、R14、R15和R14、R17在功率合成的兩個(gè)電流相等時(shí)無功率損耗。圖4，調(diào)頻信號發(fā)生器由運(yùn)算放大器Al為多諧振蕩器，偏置電阻R19、R20和負(fù)反饋 R21、R22取值相同，電容C8充、放電時(shí)間相同，輸出對稱方波，經(jīng)運(yùn)算放大器A2與電阻R23、 R24、R25和電容C9、ClO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，輸出低頻正弦波接入八個(gè)橋式振蕩器接口管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(diǎn)，避免“聲共振” 燈光閃爍。圖5，燈管電路在啟動開燈的瞬間第七相加耦合器4g功率合成輸出高壓由電容 C11、電阻似6對電容C12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R27、放電電容C13和脈沖點(diǎn)火初級線圈L4，感應(yīng)到次級線圈L5 升壓成高壓脈沖，點(diǎn)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(shí)施例直流電壓為50V，八橋振蕩頻率47KHZ，低頻信號250HZ調(diào)頻偏移范圍 2. 6KHZ抑制燈光閃爍，輸出功率匹配450W高壓鈉燈管，逆變效率83%，振蕩管散熱器溫升低于40°C。
權(quán)利要求1.一種直流低壓電源八橋振蕩功率合成高壓鈉燈，其特征在于還包括逆變器由八個(gè)橋式振蕩器、七個(gè)相加耦合器、調(diào)頻信號發(fā)生器、燈管電路、過載檢測保護(hù)電路及直流低壓電源組成，七個(gè)相加耦合器分為第一相加耦合器、第二相加耦合器、第三相加耦合器、第四相加耦合器、第五相加耦合器、第六相加耦合器、第七相加耦合器，八個(gè)橋式振蕩器分為橋式振蕩器(6a)、橋式振蕩器(6b)、橋式振蕩器(6c)、橋式振蕩器(6d)、橋式振蕩器(6e)、橋式振蕩器(6f)和橋式振蕩器(6g)、橋式振蕩器( )，分別由八個(gè)鐵氧體磁性變壓器(Tl)、 (T2)、(T3)、(T4)和(T5)、(T6)、(T7)、(T8)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)射極接直流低壓電源正極，兩個(gè)NPN大功率振蕩管發(fā)射極接地，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)生器輸出信號接入八個(gè)橋式振蕩器接口管，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 (6a)和橋式振蕩器(6b)輸出功率由鐵氧體磁性變壓器(T1)、(T2)次級電感反相接入第一相加耦合器初級電感一階功率合成，橋式振蕩器(6c)和橋式振蕩器(6d)輸出功率由鐵氧體磁性變壓器CH)、(T4)次級電感反相接入第二相加耦合器初級電感一階功率合成，橋式振蕩器(6e)和橋式振蕩器(6f)輸出功率由鐵氧體磁性變壓器(T5)、(T6)次級電感反相接入第三相加耦合器初級電感一階功率合成，橋式振蕩器(6g)和橋式振蕩器(6h)輸出功率由鐵氧體磁性變壓器(T7)、(T8)次級電感反相接入第四相加耦合器初級電感一階功率合成，第一相加耦合器和第二相加耦合器次級電感反相接入第五相加耦合器初級電感二階功率合成，第三相加耦合器和第四相加耦合器次級電感反相接入第六相加耦合器初級電感二階功率合成，第五相加耦合器和第六相加耦合器次級電感反相接入第七相加耦合器初級電感三階功率合成，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八橋振蕩功率合成高壓鈉燈，其特征在于調(diào)頻信號發(fā)生器由運(yùn)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(shí)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有源帶通濾波接入八個(gè)橋式振蕩器接口管，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八橋振蕩功率合成高壓鈉燈，其特征在于燈管電路由電容串接燈管接入第七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(diǎn)火變壓器初級線圈，脈沖點(diǎn)火次級線圈接燈管，雙向可控硅陰極、充電電容和脈沖點(diǎn)火線圈初級、次級連接點(diǎn)接入第七相加耦合器次級電感接地端。
專利摘要本實(shí)用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，是一種直流低壓電源八橋振蕩功率合成高壓鈉燈。由調(diào)頻信號發(fā)生器、八個(gè)橋式振蕩器，七個(gè)相加耦合器、燈管電路、過載檢測保護(hù)電路及直流低壓電源組成，八橋振蕩功率合成調(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(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高壓鈉燈照明。
文檔編號H05B41/36GK201957320SQ20112011028
公開日2011年8月31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