CN203181328U

CN203181328U - 直流低压电源注锁功率合成双卤素灯

Info

Publication number: CN203181328U
Application number: CN2013202275122U
Authority: CN
Inventors: 阮树成; 阮雪芬
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-04-15
Filing date: 2013-04-15
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2023-04-15

Abstract

本实用新型涉及电光源照明技术领域，具体是一种直流低压电源注锁功率合成双卤素灯。包括两支卤素灯管、直流低压电源、基准晶振、振荡驱动芯片、推挽放大器、推挽振荡器、相加耦合器，振荡驱动芯片输出接推挽放大器，经变压器T₁与推挽振荡器变压器T₃由相加耦合器功率合成，匹配两支卤素灯管启辉，基准晶振信号经分频器注入振荡驱动芯片RC振荡器锁定相位，推挽放大器变压器T₁与推挽振荡器变压器T₃功率合成互耦注锁频率牵引相干同步锁定相位获取大功率照射，避免器件温升过高振荡频率变化功率失衡灯光下降。本实用新型适用于直流低电压、大电流供电的卤素灯商业装饰照射场合。

Description

直流低压电源注锁功率合成双卤素灯

技术领域

本实用新型涉及电光源照明技术领域，具体是一种直流低压电源注锁功率合成双卤素灯。

背景技术

现有技术电子镇流器通常用LC或RC振荡器作为卤素灯光源，产生的振荡频率受温度变化稳定性差影响功率不稳定光强下降，尤其直流电源供电的卤素灯工作在低电压、大电流，虽然这种电子镇流器，结构简便，成本低。由于电源电压低，要得到大功率照明势必增大电流，而振荡功率管功耗剧增温升过高导致振荡频率变化，结果会使灯光随频率变化功率幅值失衡。同时，大电流通过线圈温升高磁性导磁率下降，磁饱和电感量变小阻抗趋向零，灯具工作时间与温升正比，温升高加速器件老化，轻则灯管发光不稳定亮度下降，重则烧坏器件缩短使用寿命。由两个振荡逆变功率叠加拖动大功率灯，解决器件功率容量的限制。但是，功率合成振荡电压相位要求一致，克服非线性互调功率不均衡。

发明内容

本实用新型的目的是提供直流低电压大电流供电，逆变振荡高稳频相位同步的一种直流低压电源注锁功率合成双卤素灯。

本实用新型技术解决方案为：包括直流低压电源、两支卤素灯管、基准晶振、分频器、振荡驱动芯片、推挽放大器、推挽振荡器、相加耦合器、灯管异常电流检测器，其中，基准晶振由石英晶体谐振器、两个反相器及电阻、电容组成，第一个反相器输入与输出两端跨接偏置电阻，并分别并接接地电容，同时，还跨接串联微调电容的石英晶体谐振器，基准晶振输出信号经第二个反相器接入分频器，振荡驱动芯片内含RC振荡器、推挽放大驱动电路、灯故障控制SD，RC振荡器外接电阻R₂、电容C₄产生振荡，输出经推挽放大驱动电路接推挽放大器两个大功率MOS场效应管Q₁、Q₂栅极，Q₁、Q₂漏极并接变压器T₁电感L₁两端，振荡驱动芯片电源端经电阻R₇降压电容C₈旁路和电感L₁中心点经电感L₃、电容C₇旁路接直流低压电源，Q₂源极串联电阻R₆接地，经电阻R₄、电容C₆接振荡驱动芯片CS，推挽振荡器由两个大功率MOS场效应管Q₃、Q₄漏极接变压器T₃电感L₄两端，Q₃、Q₄栅极接变压器T₂电感L₈两端，电感L₈中点并联源极接地场效应管Q₅漏极及电阻R₈、R₁₄，电感L₇、电阻R₁₀与变压器T₃电感L₅闭合，电感L₄中心点经电感L₉和旁路电容C₉接直流低压电源，Q₃、Q₄源极经接地电阻R₉压降取样电流连接电阻R₁₁，电阻R₁₁和灯管异常电流检测器信号经接场效应管Q₅栅极，灯管异常电流检测器信号接入振荡驱动芯片灯故障控制SD，推挽放大器输出功率变压器T₁与推挽振荡器变压器T₃由相加耦合器功率合成匹配两支卤素灯点燃，基准晶振信号经分频器注入振荡驱动芯片RC振荡器C_T端锁定相位，由推挽放大器变压器T₁与推挽振荡器变压器T₃在相加耦合器功率合成互耦注锁频率牵引相干同步锁定相位，直流低压电源接基准晶振、分频器电源端；

其中，灯管异常电流检测器由灯异常电流互感磁环穿入拾取灯管电流，电感L₁₂感生电压二极管VD₁检波，电阻R₁₅、电容C₁₁滤波经电阻R₁₃接入振荡驱动芯片灯故障控制SD，经电阻R₁₂接入场效应管Q₅栅极。

本实用新型产生积极效果：解决直流低电压、大电流供电自激和它激双推逆变振荡高稳频相位同步功率合成，达到单个自激或它激推挽逆变器难以得到的大功率卤素灯照明，避免器件温升高振荡频率变化功率失衡，稳定灯光，延长使用寿命。

附图说明

图1本实用新型技术方案原理框图

图2基准晶振电路

图3直流低压电源注锁功率合成双卤素灯电路

具体实施方式

参照图1、2、3，本实用新型具体实施方式和实施例：包括直流低压电源1、两支卤素灯管8，基准晶振2、分频器3、振荡驱动芯片4、推挽放大器5、推挽振荡器6、相加耦合器7，灯管异常电流检测器9，其中，基准晶振2由石英晶体谐振器JT、两个反相器IC₁、IC₂及电阻R₁、电容C₀、C₁、C₂组成，第一个反相器IC₁输入与输出两端跨接偏置电阻R₁，并分别并接接地电容C₁、C₂，同时，还跨接串联微调电容C₀的石英晶体谐振器JT，基准晶振2输出信号经第二个反相器IC₂接入分频器3，振荡驱动芯片4，即IC₄IR2156内含RC振荡器、推挽放大驱动电路、电流检测CS、灯故障控制SD，RC振荡器外接电阻R₂、电容C₄产生振荡，输出经推挽放大驱动电路接推挽放大器5两个大功率MOS场效应管Q₁、Q₂栅极，Q₁、Q₂漏极并接变压器T₁电感L₁两端，振荡驱动芯片4电源端V_CC经电阻R₇降压电容C₈旁路和电感L₁中心点经电感L₃、电容C₇旁路接直流低压电源+V，Q₂源极串联电阻R₆接地，经电阻R₄、电容C₆接振荡驱动芯片4的CS，推挽振荡器6由两个大功率MOS场效应管Q₃、Q₄漏极接变压器T₃电感L₄两端，Q₃、Q₄栅极接变压器T₂电感L₈两端，电感L₈中点并联源极接地场效应管Q₅漏极及偏置电阻R₈、R₁₄，电感L₇、电阻R₁₀与变压器T₃电感L₅闭合，电感L₄中心点经电感L₉和旁路电容C₉接直流低压电源+V，Q₃、Q₄源极经接地电阻R₉压降取样电流连接电阻R₁₁，电阻R₁₁和灯管异常电流检测器9信号接入场效应管Q₅栅极，推挽放大器5输出功率变压器T₁与推挽振荡器6输出功率变压器T₃由相加耦合器7功率合成匹配两支卤素灯管8点燃，基准晶振2接分频器3分频÷N基准信号f₀经电容C₃、C₄分压注入RC振荡器C_T端锁定相位，由推挽放大器5输出功率变压器T₁与推挽振荡器6输出功率变压器T₃在相加耦合器7功率合成互耦注锁频率牵引相干同步锁定相位，灯管异常电流检测器9信号接入振荡驱动芯片4灯故障控制SD，直流低压电源1接基准晶振2、分频器3电源端。

IC₄引脚符号功能：V_CC电源端，C_T接振荡定时电容C₄，R_T接振荡定时电阻R₂，H_O驱动Q₁，L_O驱动Q₂，CS电流检测，SD灯故障保护控制，COM接地。

振荡驱动芯片IC₄电源端V_CC由电阻R₇降压，电容C₈滤波供给产生振荡，它激振荡驱动推挽放大器Q₁、Q₂，轮流导通、截止半周；推挽振荡器自激振荡Q₃、Q₄轮流导通、截止半周，双推输出功率经相加耦合器叠加合成拖动大功率灯具，扩容可靠，但要求两个振荡电压相位一致，消除非线性互调功率不均衡获取稳定的输出功率。为此，引入注入锁相解决功率合成相位同步技术。

基准晶振石英谐振器频率受温度变化极小，高度稳定。基准信号经分频器注入振荡驱动芯片锁定相位。未注入基准信号振荡驱动芯片IC₄的RC振荡器自由频率，注入基准信号RC振荡电压与其矢量合成，通过RC振荡器非线性变频锁定相位，振荡信号与注入基准信号仅有一个固定的相位差。同步带宽与注入功率正比，与RC振荡器有载Q值反比，由于基准信号注入在输入端，增益高，小功率锁定。分频器IC₃二进制或十进制计数器分频。

注入锁相无需压控调谐、鉴相和环路滤波，因此电路结构简单，附加成本低。注入锁相本质上与环路锁相没差别，性能优越，相加耦合器叠加推挽放大器和推挽振荡器输出功率合成，“紧密捆绑”互耦注锁效应推挽放大器牵引推挽振荡器频率相干同步锁定相位，适于功率合成灯具稳定振荡频率相位同步，避免器件温升过高功率失衡，稳定灯光延长使用寿命。

相加耦合器T₄电感L₁₀将两个推挽输出功率变压器T₁、T₃电感L₂、L₆反相激励电流叠加，相位差180°低次谐波相互抵消，输出电流变换加倍总和送到灯负载，输入电压、频率、相位及负载相同，电流相等均衡电阻R₁₆无功率损耗。

推挽振荡器T₂、T₃双变压器振荡，输出变压器T₃不饱和，功效高。谐振频率调L₄，振荡反馈调电阻R₁₀或电感L₅，调整频率和反馈互不牵连。

灯异常电流磁环电感L₁₂电压二极管VD₁检波，电阻R₁₅、电容C₁₁滤波经电阻R₁₂，电容C₁₀使Q₅导通，推挽振荡器功率管Q₃、Q₄截止；振荡驱动芯片IC₄灯故障控制器SD控制停振，保护推挽放大器Q₁、Q₂。同时，灯异常电流电阻R₆压降经电阻R₄、电容C₆使芯片IC₄电流检测CS开启保护Q₁、Q₂；灯异常电流电阻R₉压降经电阻R₁₁、C₁₀进而使Q₅导通，双重保护Q₃、Q₄。

实施例直流低压电源电压30V，灯电流2.8A，引燃两支35W卤素灯管G₁、G₂，效率83％，长时间开灯，功率管温升在允许值内，使用寿命长。

Claims

1.一种直流低压电源注锁功率合成双卤素灯，包括直流低压电源、两支卤素灯管，其特征在于：还包括基准晶振、分频器、振荡驱动芯片、推挽放大器、推挽振荡器、相加耦合器、灯管异常电流检测器，其中，基准晶振由石英晶体谐振器、两个反相器及电阻、电容组成，第一个反相器输入与输出两端跨接偏置电阻，并分别并接接地电容，同时，还跨接串联微调电容的石英晶体谐振器，基准晶振输出信号经第二个反相器接入分频器，振荡驱动芯片内含RC振荡器、推挽放大驱动电路、电流检测CS、灯故障控制SD，RC振荡器外接电阻R₂、电容C₄产生振荡，输出经推挽放大驱动电路接推挽放大器两个大功率MOS场效应管Q₁、Q₂栅极，Q₁、Q₂漏极并接变压器T₁电感L₁两端，振荡驱动芯片电源端经电阻R₇降压电容C₈旁路和电感L₁中心点经电感L₃、电容C₇旁路接直流低压电源，Q₂源极串联电阻R₆接地，经电阻R₄、电容C₆接振荡驱动芯片CS，推挽振荡器由两个大功率MOS场效应管Q₃、Q₄漏极接变压器T₃电感L₄两端，Q₃、Q₄栅极接变压器T₂电感L₈两端，电感L₈中点并联源极接地场效应管Q₅漏极及电阻R₈、R₁₄，电感L₇、电阻R₁₀与变压器T₃电感L₅闭合，电感L₄中心点经电感L₉和旁路电容C₉接直流低压电源，Q₃、Q₄源极经接地电阻R₉压降取样电流连接电阻R₁₁，电阻R₁₁和灯管异常电流检测器信号经接场效应管Q₅栅极，灯管异常电流检测器信号接入振荡驱动芯片灯故障控制SD，推挽放大器输出功率变压器T₁与推挽振荡器变压器T₃由相加耦合器功率合成，匹配两支卤素灯管点燃，基准晶振信号经分频器注入振荡驱动芯片RC振荡器C_T端锁定相位，由推挽放大器变压器T₁与推挽振荡器变压器T₃在相加耦合器功率合成互耦注锁频率牵引相干同步锁定相位，直流低压电源接基准晶振、分频器电源端。

2.根据权利要求1所述的直流低压电源注锁功率合成双卤素灯，其特征在于：灯管异常电流检测器由灯异常电流互感磁环穿入拾取灯管电流，电感L₁₂感生电压二极管VD₁检波，电阻R₁₅、电容C₁₁滤波经电阻R₁₃接入振荡驱动芯片灯故障控制SD，经电阻R₁₂接入场效应管Q₅栅极。