专利名称：直流低压电源双桥振荡高压钠灯的制作方法
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高压钠灯。
背景技术：
汽车、火车、船只直流低电压电源供电的高压钠灯HID，光电转换效率高，可产生强光照明，适于车船内外照明，如汽车前灯照明。高压钠灯是一种高强度气体放电发光，工作电压在数百伏，点火启动电压通常在3KV以上才能引燃。直流低压直流低电压电源供电高压钠灯电子核心是一个DC-AC逆变器。灯负载功率在25W左右时，采用大功率三极管或MOS 场效应管推挽振荡方式工作，获取较好的效果。但是，高压钠灯功率都较大，驱动电流相应大，这时逆变器功率器件功耗急剧增大，由于车船内部空间所限散热器体积不能做大发热升温很高会烧坏元器件，不能正常工作。此外，高压钠灯高频电源供电极易产生“声共振”灯光闪烁，灯管内压力波脉冲从管壁反射与高频电流谐波相位相同时形成驻波，导致放电电弧不稳定灯光抖动，对人眼产生晕眩。
实用新型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高压钠灯。本实用新型技术解决方案为由调频信号发生器、桥式振荡器fe、桥式振荡器5b、 相加耦合器、灯管电路、过载检测保护电路及直流低压电源组成，桥式振荡器fe和桥式振荡器恥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，四个大功率振荡管集电极与发射极之间并联快速恢复二极管，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，调频信号发生器输出信号经耦合电容和电阻接入桥式振荡器恥接口管，由振荡管极间电容调制振荡频率抑制灯光闪烁，桥式振荡器fe与桥式振荡器恥输出功率分别由铁氧体磁性变压器Tl和T2次级电感反相接入相加耦合器初级电感功率合成，相加耦合器次级电感升压接入灯管电路，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，检测电压接入接口管控制振荡管，调频信号发生器电源端接入直流低压电源；其中，调频信号发生器由运算放大器Al、A2与电阻、电容构成自激多谐振荡器和有源带通滤波器，Al偏置电阻和反馈电阻取值相同，电容充放电时间相同，构成对称翻转的自激多谐振荡器，A2由电阻、电容RC单T选频网络构成负反馈式有源带通滤波器，Al输出信号经A2有源带通滤波接入桥式振荡器恥接口管，由振荡管极间电容调制振荡频率抑制灯光闪烁；灯管电路由电容串接灯管接入相加耦合器次级电感，并经限流电阻接双向可控硅阳极，另由电阻对电容充电连接双向触发二极管触发双向可控硅门极，双向可控硅阳极和阴极并接在与放电电容串联的脉冲点火变压器初级线圈，脉冲点火次级线圈接灯管，双向可控硅阴极、充电电容和脉冲点火线圈初级、次级连接点接入相加耦合器次级电感接地端。本实用新型产生积极效果直流低压电源供电双桥振荡功率合成，调频抑制灯光闪抖，获取大功率灯负载光效，阻容交叉耦合双桥振荡功率合成振荡十分强烈，振荡电路互补串馈供电，电源电压高电流小，降低功耗增大输出功率。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，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。
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双桥振荡功率合成及过载检测保护电路图4调频信号发生器电路图5灯管电路具体实施方法参照图1、2、3(图2以桥式振荡器fe电路为例，桥式振荡器恥电路相同)，本实用新型实施方法和实施例由调频信号发生器4、双桥振荡器5、相加耦合器6、灯管电路1、 过载检测保护电路3及直流低压电源组成，双桥振荡器5分为桥式振荡器fe和桥式振荡器 5b，分别由铁氧体磁性变压器Tl、T2初级电感Ll并联电容CO为谐振回路，谐振回路两端分别并接两个PNP大功率振荡管Ql、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Ql、Q2发射极接直流低压电源2正极，两个NPN大功率振荡管Q3、Q4 发射极接地，四个大功率振荡管Q1、Q2和Q3、Q4集电极与发射极并联快速恢复二极管VD1、 VD2和VD3、VD4，谐振回路两端还并联交叉耦合到对管基极电阻Rl、R2和R3、R4静态偏置和电容Cl、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，接口管Q5、Q6基极、集电极接电压负反馈偏置电阻R5、R6，发射极接地，调频信号发生器4输出信号经耦合电容C5和电阻R7、R8接入桥式振荡器恥接口管Q5、Q6，由振荡管Q3、Q4极间电容调制振荡频率抑制灯光闪烁，桥式振荡器fe与桥式振荡器恥输出功率分别由铁氧体磁性变压器Tl和T2次级电感L2反相接入相加耦合器6 初级电感功率合成，相加耦合器6次级电感升压接入灯管电路1。过载检测保护电路3由灯负载电流经磁环电感L3感生电压二极管VD5检波，检测电压经电容C6滤波，电阻R9、R10限流接入接口管Q5、Q6控制振荡管Q3、Q4，当灯管接触不良或灯负载短路产生大电流，检测电压使Q5、Q6饱和导通，振荡管Q3、Q4及Ql、Q2截止停振，即时起到保护。调频信号发生器4电源端接入直流低压电源2。快速恢复二极管VD1、VD2和VD3、 VD4保护振荡管免受高反压击穿。桥式振荡器由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，阻容交叉耦合推挽振荡实际是输出输入直接相连两级LC选频放大器，大功率振荡管 Q3、Q4和Q1、Q2导通角为90度交替工作，输出电流为半余弦波脉冲，振荡十分强烈，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，振荡电路互补串馈供电，电源电压高电流小，降低功耗增大输出功率。通用大功率三极管构成桥振荡输出功率只能匹配功率50W左右的灯管，当要求更大功率输出匹配例如100W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显著，通过相加耦合器6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Rll无功率损耗。图4，调频信号发生器由运算放大器Al为多谐振荡器，偏置电阻R12、R13和负反馈 R14、Rl5取值相同，电容C7充、放电时间相同，输出对称方波，经运算放大器A2与电阻R16、 R17、R18和电容C8、C9组成负反馈式RC单T选频网络有源带通滤波器滤除高次谐波，输出基波为低频正弦波接入桥式振荡器恥接口管Q5、Q6，由振荡管Q3、Q4极间电容调制振荡频率，低频正弦波围绕注入锁定中心频率不断变化，灯电弧无法形成驻波共振点，避免“声共振”灯光闪烁。图5，灯管电路在启动开灯的瞬间相加耦合器6功率合成输出高压由电容C10、电阻R19对电容Cll充电使双向触发二极管VD6导通，进而触发双向可控硅VSl门极使其导通，电流经限流电阻R20、放电电容C12和脉冲点火初级线圈L4，感应到次级线圈L5升压成高压脉冲，点火触发高压钠灯G气体击穿导通，使高压钠灯启动引燃发光。实施例直流低压电源电压48V，双桥振荡器频率51KHZ，调频信号频率160HZ，频偏 2. 2KHZ抑制灯光闪烁，输出匹配100W高压钠灯管，逆变效率83%，振荡管散热器温度限制在低于40°C。
权利要求1.一种直流低压电源双桥振荡高压钠灯，其特征在于由调频信号发生器、桥式振荡器( )、桥式振荡器( )、相加耦合器、灯管电路、过载检测保护电路及直流低压电源组成，桥式振荡器(5a)和桥式振荡器(5b)分别由铁氧体磁性变压器(Tl)、(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，四个大功率振荡管集电极与发射极之间并联快速恢复二极管，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，调频信号发生器输出信号经耦合电容、电阻接入桥式振荡器(5b)接口管，由振荡管极间电容调制振荡频率抑制灯光闪烁，桥式振荡器(5a)与桥式振荡器(5b)输出功率分别由铁氧体磁性变压器(Tl)和(1 次级电感反相接入相加耦合器初级电感功率合成， 相加耦合器次级电感升压接入灯管电路，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，检测电压接入接口管控制振荡管，调频信号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高压钠灯，其特征在于调频信号发生器由运算放大器Al、A2与电阻、电容构成自激多谐振荡器和有源带通滤波器，Al偏置电阻和反馈电阻取值相同，电容充放电时间相同，构成对称翻转的自激多谐振荡器，A2由电阻、电容RC单T选频网络构成负反馈式有源带通滤波器，Al输出信号经A2有源带通滤波接入桥式振荡器(5b)接口管，由振荡管极间电容调制振荡频率抑制灯光闪烁。
3.根据权利要求1所述的直流低压电源双桥振荡高压钠灯，其特征在于灯管电路由电容串接灯管接入相加耦合器次级电感，并经限流电阻接双向可控硅阳极，另由电阻对电容充电连接双向触发二极管触发双向可控硅门极，双向可控硅阳极和阴极并接在与放电电容串联的脉冲点火变压器初级线圈，脉冲点火次级线圈接灯管，双向可控硅阴极、充电电容和脉冲点火线圈初级、次级连接点接入相加耦合器次级电感接地端。
专利摘要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高压钠灯。由调频信号发生器、两个桥式振荡器、相加耦合器、灯管电路、过载检测保护电路及直流低压电源组成，双桥振荡器功率合成调频抑制“声共振”灯光闪烁，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、船只无交流市电或供电不便的场合大功率高压钠灯照明。
文档编号H02M7/538GK202043365SQ20112011021
公开日2011年11月16日 申请日期2011年4月3日 优先权日2011年4月3日
发明者阮树成 申请人:阮树成