直流低電壓雙推注入鎖相功率合成低壓鈉燈的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電光源照明【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種直流低電壓雙推注入鎖相功率合成低壓鈉燈。兩個自振蕩芯片4、6共接定時阻容元件R2、C4，同步振蕩，自振蕩芯片4及推挽放大器A輸出功率變壓器T1與自振蕩芯片6及推挽放大器B輸出功率變壓器T2由相加耦合器，功率合成饋送燈管電路引燃低壓鈉燈，基準(zhǔn)晶振信號經(jīng)分頻器注入兩個自振蕩芯片4、6的RC振蕩器鎖定相位，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)明適用于直流低電壓、大電流供電的低壓鈉燈照明場合。
【專利說明】直流低電壓雙推注入鎖相功率合成低壓鈉燈

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電光源照明【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種直流低電壓雙推注入鎖相功率合成 低壓鈉燈。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)電子鎮(zhèn)流器通常用LC或RC振蕩器作為低壓鈉電光源，產(chǎn)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(qiáng)下降，尤其直流低壓電源供電的低壓鈉燈工作在 低電壓、大電流，雖然這種電子鎮(zhèn)流器，結(jié)構(gòu)簡便，成本低。由于電源電壓低，要得到大功率 照明勢必增大器件電流，而大電流振蕩功率管功耗劇增溫升過高導(dǎo)致振蕩頻率變化，結(jié)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(dǎo)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。由兩個振蕩逆變功率疊加拖動大功率燈，解決 器件功率容量的限制。但是，要求功率合成振蕩電壓相位一致，以克服非線性互調(diào)功率不均 衡。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供直流低電壓大電流供電，逆變振蕩高穩(wěn)頻相位同步的一種直 流低電壓雙推注入鎖相功率合成低壓鈉燈。
[0004] 本發(fā)明技術(shù)解決方案為：包括直流低壓電源、低壓鈉燈管、基準(zhǔn)晶振、分頻器、兩個 自振蕩芯片、推挽逆變器A、推挽逆變器B、相加耦合器T3、燈管電路，其中，基準(zhǔn)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電阻偏置， 并分別并接接地電容，同時，還跨接串聯(lián)微調(diào)電容的石英晶體諧振器，基準(zhǔn)晶振輸出信號經(jīng) 第二個反相器接入分頻器，自振蕩芯片內(nèi)含RC振蕩器、推挽逆變驅(qū)動電路、燈故障保護(hù)控 制器SD，兩個自振蕩芯片RC振蕩器共接電阻R 2、電容C4同步振蕩，輸出分別經(jīng)推挽逆變驅(qū) 動電路連接均由兩個大功率M0S場效應(yīng)管組成的推挽逆變器A、推挽逆變器B，自振蕩芯片 及推挽逆變器A輸出功率變壓器?\電感L 2與自振蕩芯片及推挽逆變器B輸出功率變壓器 T2電感L5由相加耦合器T3電感L6功率合成、電感L 7升壓經(jīng)燈管電路諧振電感、電容激勵低 壓鈉燈管啟輝，基準(zhǔn)晶振信號經(jīng)分頻器注入兩個自振蕩芯片RC振蕩器CT端鎖定相位，燈管 電路燈異常檢測信號接入兩個自振蕩芯片燈故障保護(hù)控制器SD，直流低壓電源連接基準(zhǔn)晶 振、分頻器、自振蕩芯片及推挽逆變器A和自振蕩芯片及推挽逆變器B的電源端；
[0005] 其中，燈管電路由低壓鈉燈管的一端經(jīng)諧振電感L8、電容C9接相加耦合器T3電感 L7，另一端穿過燈管異常檢測電流互感磁環(huán)接地，燈管兩端并聯(lián)電容C1(l，電感L9電壓經(jīng)二極 管VDi檢波，電容C n、電阻R1(l濾波接入兩個自振蕩芯片燈故障保護(hù)控制器SD。
[0006] 本發(fā)明產(chǎn)生積極效果：解決直流低電壓、大電流雙推挽逆變振蕩高穩(wěn)頻相位同步 功率合成，達(dá)到單個自振蕩推挽逆變器難以得到的大功率低壓鈉燈照明，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(shù)方案原理框圖
[0008] 圖2基準(zhǔn)晶振電路
[0009] 圖3直流低電壓雙推注入鎖相功率合成低壓鈉燈電路

【具體實施方式】
[0010] 參照圖1、2、3(圖3以自振蕩芯片及推挽逆變器A為例，自振蕩芯片及推挽逆變器 B與A相同），本發(fā)明【具體實施方式】和實施例：包括直流低壓電源1、低壓鈉燈管9、基準(zhǔn)晶振 2、分頻器3、兩個自振蕩芯片4、6，推挽逆變器A5、推挽逆變器B7、相加耦合器T38、燈管電路 10,其中，基準(zhǔn)晶振2由石英晶體諧振器JT、兩個反相器IC1、IC2及電阻&、電容組 成，第一個反相器1(^輸入與輸出兩端跨接電阻&偏置，并分別并接接地電容Q、C 2，同時， 還跨接串聯(lián)微調(diào)電容Q的石英晶體諧振器JT，基準(zhǔn)晶振2輸出信號經(jīng)第二個反相器IC2接 入分頻器3,自振蕩芯片IC 4IR2157內(nèi)含RC振蕩器、推挽逆變驅(qū)動電路、燈故障保護(hù)控制器， 兩個自振蕩芯片4、6的RC振蕩器共接電阻R 2、電容C4同步振蕩，輸出分別經(jīng)推挽逆變驅(qū)動 電路連接均由兩個大功率M0S場效應(yīng)管％、Q 2組成的推挽逆變器A5、推挽逆變器B7，自振蕩 芯片4及推挽逆變器A5輸出功率變壓器1\電感L2與自振蕩芯片6及推挽逆變器B7輸出 功率變壓器T 2電感L5由相加耦合器T38電感L6功率合成、電感L 7升壓經(jīng)燈管電路10諧振 電感L8、電容C8激勵低壓鈉燈管9啟輝，基準(zhǔn)晶振2信號經(jīng)分頻器3分頻+N基準(zhǔn)信號& 電容C 3、C4分壓注入兩個自振蕩芯片4、6的RC振蕩器CT端鎖定相位，燈管電路10燈異常 檢測信號接入兩個自振蕩芯片4、6燈故障保護(hù)控制器SD，直流低壓電源1連接基準(zhǔn)晶振2、 分頻器3、自振蕩芯片4及推挽逆變器A5和自振蕩芯片6及推挽逆變器B7的電源端+V。
[0011] IC4引腳符號功能：V。。電源端，CT接振蕩器定時電容C4, RT接振蕩器定時電阻R2， %驅(qū)動％，h驅(qū)動Q2, CS電流檢測，SD燈故障保護(hù)控制關(guān)閉振蕩，COM接地。
[0012] 自振蕩芯片IC4電源由電阻Rn降壓，電容C7濾波供給產(chǎn)生振蕩，經(jīng)Hph驅(qū)動 推挽逆變器，大功率M0S管QpQ 2輪流導(dǎo)通、截止半周，輸出功率接相加耦合器與推挽逆變器 B輸出功率合成。
[0013] 兩個逆變器功率合成拖動大功率燈具，擴(kuò)容可靠，但要求兩個自振蕩芯片振蕩電 壓相位一致，以消除非線性互調(diào)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(shù)。
[0014] 注入鎖相不用壓控調(diào)諧、鑒相器、環(huán)路濾波器，電路結(jié)構(gòu)簡單，性能優(yōu)越，附加成本 低。注入鎖相本質(zhì)上與環(huán)路鎖相沒差別，只是結(jié)構(gòu)和工作過程不同，適于功率合成燈具穩(wěn)定 振蕩頻率相位同步，穩(wěn)定輸出功率避免器件溫升過高功率失衡，延長使用壽命。
[0015] 基于注入基準(zhǔn)頻率是跟蹤鎖定振蕩頻率的整數(shù)倍，或振蕩頻率是基準(zhǔn)頻率的整數(shù) 倍，基準(zhǔn)信號分頻注入選配較高頻率的高穩(wěn)頻特性石英諧振器，易于鎖定數(shù)十至數(shù)百千赫 LC或RC振蕩器。分頻器IC3二進(jìn)制或十進(jìn)制計數(shù)分頻?；鶞?zhǔn)晶振石英諧振器品質(zhì)因數(shù)高， 頻率受溫度變化極小，高度穩(wěn)定可作為鎖定基準(zhǔn)參考信號。
[0016] 基準(zhǔn)信號經(jīng)分頻注入自振蕩芯片CT端鎖定相位。未注入基準(zhǔn)信號自振蕩芯片RC 振蕩器產(chǎn)生自由振蕩頻率，注入基準(zhǔn)信號RC振蕩電壓與其矢量合成，通過自振蕩芯片非線 性變頻鎖定相位，振蕩信號與注入基準(zhǔn)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(zhǔn)信號注入RC振蕩器的輸入端，增益高，小功率鎖 定。兩個自振蕩芯片RC振蕩器共接電阻民、電容C 4同步振蕩，鎖定時間快。
[0017] 相加耦合器T3電感L6將雙推輸出功率變壓器!^!^電感L 2、L5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(fù)載，兩個電流相等時平衡 電阻R 9無功率損耗。
[0018] 燈管異常檢測電流互感磁環(huán)電感L9電壓二極管VDi檢波，電容Cn、電阻R 1(l濾波， 經(jīng)電阻R7、R8接入兩個自振蕩芯片燈故障保護(hù)控制器SD，快速關(guān)斷RC振蕩器，保護(hù)雙推挽 逆變功率管，免受損壞。燈異常時功率管大電流電阻R 6壓降經(jīng)電阻R4、電容C8開啟芯片CS 端控制停振雙重保護(hù)逆變功率管。
[0019] 實施例直流低壓電源電壓30V，逆變電流2. 7A，雙推輸出功率合成匹配70W低壓鈉 燈D，逆變效率達(dá)86%，燈光穩(wěn)定。
【權(quán)利要求】
1. 一種直流低電壓雙推注入鎖相功率合成低壓鈉燈，包括直流低壓電源、低壓鈉燈管， 其特征在于：還包括基準(zhǔn)晶振、分頻器、兩個自振蕩芯片、推挽逆變器A、推挽逆變器B、相加 耦合器T 3、燈管電路，其中，基準(zhǔn)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電阻偏置，并分別并接接地電容，同時，還跨接串聯(lián)微調(diào)電 容的石英晶體諧振器，基準(zhǔn)晶振輸出信號經(jīng)第二個反相器接入分頻器，自振蕩芯片內(nèi)含RC 振蕩器、推挽逆變驅(qū)動電路、燈故障保護(hù)控制器SD，兩個自振蕩芯片RC振蕩器共接電阻R2、 電容(；同步振蕩，輸出分別經(jīng)推挽逆變驅(qū)動電路連接均由兩個大功率MOS場效應(yīng)管組成的 推挽逆變器A、推挽逆變器B，自振蕩芯片及推挽逆變器A輸出功率變壓器1\電感L 2與自振 蕩芯片及推挽逆變器B輸出功率變壓器T2電感L5由相加耦合器T 3電感L6功率合成，電感 L7升壓經(jīng)燈管電路諧振電感、電容激勵低壓鈉燈管啟輝，基準(zhǔn)晶振信號經(jīng)分頻器注入兩個 自振蕩芯片RC振蕩器C T端鎖定相位，燈管電路燈異常檢測信號接入兩個自振蕩芯片燈故 障保護(hù)控制器SD，直流低壓電源連接基準(zhǔn)晶振、分頻器、自振蕩芯片及推挽逆變器A、自振 蕩芯片及推挽逆變器B的電源端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流低電壓雙推注入鎖相功率合成低壓鈉燈，其特征在于： 燈管電路由低壓鈉燈管的一端經(jīng)諧振電感L8、電容C9接相加耦合器T3電感L 7，另一端穿過 燈管異常檢測電流互感磁環(huán)接地，燈管兩端并聯(lián)電容C1(l，電感L9電壓經(jīng)二極管VDi檢波，電 容C n、電阻R1(l濾波接入兩個自振蕩芯片燈故障保護(hù)控制器SD。
【文檔編號】H05B41/292GK104105316SQ201310160096
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月15日
【發(fā)明者】阮樹成, 張妙娟 申請人:張妙娟