CN201976334U

CN201976334U - 直流低压电源双桥振荡功率合成无极灯

Info

Publication number: CN201976334U
Application number: CN2011201014003U
Authority: CN
Inventors: 阮树成; 阮雪芬
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-04-03
Filing date: 2011-04-03
Publication date: 2011-09-14
Anticipated expiration: 2021-04-03

Abstract

本实用新型涉及电子技术领域，是一种直流低压电源双桥振荡功率合成无极灯。包括由直流低压电源和逆变器与无极灯管，还包括逆变器由两个桥式振荡器、可调脉冲发生器、相加耦合器、灯管电路、过载检测保护电路及电源组成，双桥振荡功率合成脉冲大范围调光，输出功率接入灯管电路产生高光效，本实用新型电路独特、高效。广泛用于汽车、火车、船只无交流电源或供电不便的场合大功率无极灯照明。

Description

直流低压电源双桥振荡功率合成无极灯

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，具体是一种直流低压电源双桥振荡功率合成无极灯。

背景技术

在汽车、火车和船只没交流电源或野外露营休闲供电不便的场合，采用直流低压电源的无极灯可产生较强的光照亮度，高频能量耦合线圈激发管壁等离子体通过荧光粉光电转换产生光射，光电转换效率较高，光线柔和宜人，使用寿命长。然而，无极灯是一种气体放电产生光亮，引燃后稳定工作电压为90V-140V，灯管电流至少在数百毫安。要求振荡输出功率足够大，电源电压较低时电流就必须增大。而且，大电流振荡三极管功耗温升引起管子电压、电流变化，同时大电流温升也使线圈磁性导磁率下降电感量减小，严重的发生磁饱和电感变得很小，进而影响灯管电压和电流改变，灯管发光亮度不稳定。甚至烧坏器件。此外，增设调光功能可适合不同照明需要，在不需要强光照明时，降低光射强度以节约耗电，减小光污染。

发明内容

本实用新型的目的是提供直流低压电源供电，拖动大功率灯负载的一种直流低压电源双桥振荡功率合成无极灯。

本实用新型技术解决方案为：包括由直流低压电源和逆变器与无极灯管，还包括逆变器由两个桥式振荡器可调脉冲发生器、相加耦合器和灯管电路、过载检测保护电路组成，两个桥式振荡器分为桥式振荡器6a和桥式振荡器6b，分别由铁氧体磁性变压器T1、T2初级电感并联电容为谐振回路，谐振回路两端分别并接两个PNP大功率振荡管集电极和两个NPN大功率振荡管集电极，两个PNP大功率振荡管发射极接电源正极，两个NPN大功率振荡管发射极接地，互补串馈供电，四个大功率振荡管集电极与发射极之间并联二极管，谐振回路两端还并联交叉耦合到对管基极电阻静态偏置和电容正反馈构成桥式振荡器，两个NPN大功率振荡管基极并接控制信号接口管集电极，接口管基极、集电极接电压负反馈偏置电阻，发射极接地，可调脉冲发生器输出信号接入两个桥式振荡器接口管控制调光，桥式振荡器6a与桥式振荡器6b输出功率分别由铁氧体磁性变压器T1和T2次级电感反相接入相加耦合器功率合成，桥式振荡器6a和桥式振荡器6b经相加耦合器功率合成、升压接入灯管电路，其灯管电路输入并接串联吸收尖峰脉冲的电阻、电容，然后接串联谐振电路电感、电容，再连接两个耦合线圈，其两个耦合线圈磁环套在闭合的无极灯管上，过载检测保护电路由灯负载电流经磁环电感感生电压二极管检波，检测电压接入桥式振荡器6a和桥式振荡器6b接口管控制振荡管，可调脉冲发生器电源端接入直流低压电源；

可调脉冲发生器由时基集成电路、电位器与电阻、充电电容及二极管组成，电位器一端串联二极管，另一端接时基集成电路的第二和第六脚，并在时基集成电路第七脚并接串联的二极管与电阻，在第七脚经另一个电阻接入电源，电位器中点滑动端接充电电容，滑动电位器构成连续可调的脉冲发生器，经三极管功率放大输出接入双桥振荡器接口管控制调光。

本实用新型产生有益的积极效果是：由直流低压电源供电双桥振荡器功率合成，获取大功率灯负载高光效，脉冲大范围调光，振荡电路互补串馈供电，电源电压高，电流小，显著降低功耗输出功率大。阻容交叉耦合双桥振荡功率合成不仅高效，集电极电流相位相反三阶和高阶奇次谐波为零，偶次谐波相互抵消，负载输出为纯正弦波。广泛用于没交流电源或供电不便的场合照明。

附图说明

图1本实用新型技术方案原理方框图

图2桥式振荡器电路

图3双桥振荡器功率合成和灯管及过载检测保护电路

图4可调脉冲发生器电路

具体实施方法

参照图1、图2(图2以桥式振荡器6a电路为例，桥式振荡器6b电路相同)和图3，本实用新型具体实施方法和实施例：包括由直流低压电源1和逆变器与无极灯管G，还包括逆变器由两个桥式振荡器6、可调脉冲发生器4、相加耦合器5和灯管电路3、过载检测保护电路2组成，两个桥式振荡器6分为桥式振荡器6a和桥式振荡器6b，分别由铁氧体磁性变压器T1、T2初级电感L1并联电容C0为谐振回路，谐振回路两端分别并接两个PNP大功率振荡管Q1、Q2集电极和两个NPN大功率振荡管Q3、Q4集电极，两个PNP大功率振荡管Q1、Q2发射极接直流低压电源1正极，两个NPN大功率振荡管Q3、Q4发射极接地，互补串馈供电，四个大功率振荡管Q1、Q2和Q3、Q4集电极与发射极之间均并联二极管VD1、VD2和VD3、VD4，谐振回路的两端还并联交叉耦合到对管基极电阻R1、R2和R3、R4静态偏置和电容C1、C2和C3、C4正反馈构成桥式振荡器，两个NPN大功率振荡管Q3、Q4基极并接控制信号接口管Q5、Q6集电极，Q5、Q6基极、集电极接电压负反馈偏置电阻R5、R6，发射极接地，可调脉冲发生器4输出信号经电阻R7、R8、电容C5接入两个桥式振荡器6接口管Q5、Q6控制调光，桥式振荡器6a与桥式振荡器6b输出功率分别由铁氧体磁性变压器T1和T2次级电感L2反相接入相加耦合器5功率合成，升压接入灯管电路3，其灯管电路3输入并接吸收尖峰脉冲串联的电阻R12、电容C7，然后接串联谐振电路电感L4、电容C8，再连接两个耦合线圈L5、L6，其两个耦合线圈磁环套在闭合的无极灯管G上，过载检测保护电路2由灯负载电流经磁环电感L3感生电压二极管VD5峰值检波电压经电容C6滤波，电阻R9、R10接口管Q5、Q6控制振荡管Q3、Q4及Q1、Q2。当灯负载短路或灯管接触不良产生大电流，检测电压使Q5、Q6饱和导通，振荡管Q3、Q4及Q1、Q2截止停振，起保护作用。二极管VD1、VD2和VD3、VD4选用快速恢复型，保护振荡管Q1、Q2与Q3、Q4免受振荡高反压击穿。可调脉冲发生器4电源端接入直流低压电源1。

桥式振荡器PNP、NPN三极管两个互补对称阻容交叉耦合推挽振荡相互耦合而成，大功率振荡管Q1、Q2和Q3、Q4导通角为90度交替工作，输出电流为半余弦波脉冲，经谐振回路衰减谐波，集电极电流相位相反三阶和高阶奇次谐波为零，偶次谐波相互抵消，使灯负载输出为纯正弦波，不仅高效，互补串馈供电，电源电压高，电流小，显著降低功耗，输出功率大。

通用大功率三极管构成桥振荡输出功率匹配功率60W左右的灯管，当要求更大功率输出匹配例如120W灯负载时，仅几只器件直接并联运用不能令人满意，双桥振荡功率合成叠加输出功率效果明显，通过相加耦合器5将双桥振荡输出功率相互反相激励，两个输出电流变换加倍总和送到灯负载，当两个电流相等时，平衡电阻R11无功率损耗。

图4，调光脉冲发生器时基集成电路IC1采用555，电位器RP1两端分别接入二极管VD6和VD7，并在VD7一端还串联一个电阻R13，然后并接在时基集成电路IC1的第七脚，电位器RP1中点滑动端接充电电容C9，电阻R13接入直流低压电源1，由此构成时基集成电路IC1占空比大范围连续可调的脉冲发生器，经三极管Q7功率放大输出接入双桥振荡器6接口管Q5、Q6。低电平时接口管Q5、Q6截止，振荡管Q3、Q4和Q1、Q2导通工作，灯点亮，高电平时Q5、Q6导通，振荡管Q3、Q4和Q1、Q2截止，灯熄灭，灯点亮时间由脉冲宽度决定。从而控制脉冲占空比即控制双桥振荡输出平均功率，实现调光。

由于电位器RP1阻值远大于电阻R13、R14充电时VD6导通，放电时VD7导通，占空比可调范围极大。电容C10、C11对地旁路。电阻R15、R17限流，R16为三极管Q7负载电阻。

本实施例选用蓄电池直流电源电压60V，双桥振荡器频率167KHZ，调光脉冲最小占空比输出平均功率匹配126W无极灯管，调光脉冲最大占空比平均功率30W，调光明显改变照明光强，降低光射强度起到节约耗电作用。

Claims

1.一种直流低压电源双桥振荡功率合成无极灯，包括由直流低压电源和逆变器与无极灯管，其特征在于：还包括逆变器由两个桥式振荡器、可调脉冲发生器、相加耦合器、灯管电路、过载检测保护电路及电源组成，两个桥式振荡器分为桥式振荡器(6a)和桥式振荡器(6b)，分别由铁氧体磁性变压器(T1)、(T2)初级电感并联电容为谐振回路，谐振回路两端分别并接两个PNP大功率振荡管集电极和两个NPN大功率振荡管集电极，两个PNP大功率振荡管发射极接直流低压电源正极，两个NPN大功率振荡管发射极接地，互补串馈供电，四个大功率振荡管集电极与发射极之间并联二极管，谐振回路两端还并联交叉耦合到对管基极电阻静态偏置和电容正反馈构成桥式振荡器，两个NPN大功率振荡管基极并接控制信号接口管集电极，接口管基极、集电极接电压负反馈偏置电阻，发射极接地，可调脉冲发生器输出信号接入两个桥式振荡器接口管调光，桥式振荡器(6a)与桥式振荡器(6b)输出功率分别由铁氧体磁性变压器(T1)和(T2)次级电感反相接入相加耦合器功率合成，桥式振荡器(6a)和桥式振荡器(6b)经相加耦合器功率合成、升压接入灯管电路，其灯管电路输入并接串联吸收尖峰脉冲的电阻、电容，然后接串联谐振电路电感、电容，再连接两个耦合线圈，其两个耦合线圈磁环套在闭合的无极灯管上，过载检测保护电路由灯负载电流经磁环电感感生电压二极管峰值检波，检测电压接入桥式振荡器(6a)和桥式振荡器(6b)接口管控制振荡管，可调脉冲发生器电源端接入直流低压电源。

2.根据权利要求1所述的直流低压电源双桥振荡功率合成无极灯，其特征在于：可调脉冲发生器由时基集成电路、电位器与电阻、充电电容及二极管组成，电位器一端串联二极管，另一端接时基集成电路的第二和第六脚，并在时基集成电路第七脚并接串联的二极管与电阻，在第七脚经另一个电阻接入电源，电位器中点滑动端接充电电容，滑动电位器构成连续可调的脉冲发生器，经三极管功率放大输出接入两个桥式振荡器接口管控制调光。