专利名称：太阳能电源双推挽振荡功率合成无极灯的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子技术领域，具体是一种太阳能电源双推挽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，采用太阳能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太阳能低压电源供电，拖动大功率灯负载的一种太阳能电源双推挽振荡功率合成无极灯。本实用新型技术解决方案为包括由太阳能电池阵列、过压检测控制器、欠压检测控制器、电压配接器、蓄电池组成太阳能电源和逆变器与无极灯管，还包括逆变器由两个推挽振荡器、相加耦合器、可调脉冲发生器、灯管电路及过载检测保护电路组成，两个推挽振荡器分为推挽振荡器6a和推挽振荡器6b，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大功率振荡管集电极，发射极串联电阻接地， 谐振回路两端还并联交叉耦合对管基极电阻静态偏置和电容正反馈构成推挽振荡器，两个大功率振荡管基极各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推挽振荡器6a与推挽振荡器6b接口管控制调光，推挽振荡器6a与推挽振荡器6b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功率合成，升压接入灯管电路两个耦合线圈，两个耦合线圈铁氧体磁环套在无极灯管上，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，检测电压接入推挽振荡器6a与推挽振荡器6b接口管控制振荡管，两个推挽振荡器铁氧体磁性变压器Tl、T2初级电感中心抽头经高频扼流电感和旁路电容接入太阳能电源，同时，可调脉冲发生器电源端接入太阳能电源；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，第七脚另经一个电阻接入电源，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推挽振荡器6a和推挽振荡器6b的接口管控制调光；过压检测控制器由运算放大器Al同相输入端接稳压二极管基准电压，反相输入端接蓄电池电压，运算放大器Al输出经三极管电流放大接继电器线圈，常闭触点切换太阳能电池阵列充电过压控制；欠压检测控制器由运算放大器A2反相输入端接稳压二极管基准电压，同相输入端接蓄电池电压，运算放大器A2输出经三极管电流放大接继电器线圈， 常开触点切换太阳能电池阵列放电欠压控制。本实用新型产生有益的积极效果是由太阳能低压电源供电的双推挽振荡器功率合成，获取大功率灯负载高光效，脉冲大范围调光，阻容交叉耦合推挽振荡不仅高效，偶次谐波相互抵消输出纯正弦波，降低逆变功率器件功耗，结构独特、高效。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双推挽振荡器和过载检测保护电路图3可调脉冲发生器电路图4太阳能电源过压和欠压检测控制器电路具体实施方法参照图1、2及图4(图2以推挽振荡器6a电路为例，推挽振荡器6b电路相同)， 本实用新型具体实施方法和实施例包括由太阳能电池阵列la、过压检测控制器lb、欠压检测控制器lc、电压配接器Id、蓄电池El组成太阳能电源1和逆变器与无极灯管G，还包括逆变器两个推挽振荡器6、相加耦合器5、可调脉冲发生器3、灯管电路4及过载检测保护电路2组成，两个推挽振荡器6分为推挽振荡器6a和推挽振荡器6b，分别由铁氧体磁性变压器Tl、T2初级电感LO并联电容CO为谐振回路，谐振回路两端分别并接两个大功率振荡管Q1、Q2集电极，发射极串联电阻R3、R6接地，谐振回路两端还并联交叉耦合对管基极电阻 Rl、R2静态偏置和电容Cl、C2正反馈构成推挽振荡器，两个大功率振荡管Ql、Q2基极各并接控制信号接口管Q3、Q4集电极，接口管基极、集电极接电压负反馈偏置电阻R4、R5，发射极接地，可调脉冲发生器3输出信号接入推挽振荡器6a与推挽振荡器6b接口管Q3、Q4基极电阻R7、RlO及电容C5控制调光，推挽振荡器6a与推挽振荡器6b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5功率合成，升压接入灯管电路4两个耦合线圈L3、L4，两个耦合线圈铁氧体磁环套在无极灯管G上，两个推挽振荡器铁氧体磁性变压器Tl、T2初级电感中心抽头经高频扼流电感L2和旁路电容C6接入太阳能电源1， 同时，可调脉冲发生器3电源端接入太阳能电源1。过载检测保护电路2由灯负载电流经磁环电感Ll感生电压二极管VD3峰值检波电容C3滤波，经电阻Rll和R8、R9控制接口管Q3、Q4与振荡管Ql、Q2，当灯负载短路或灯管接触不良产生大电流，检测电压使Q3、Q4饱和导通，振荡管Ql、Q2截止停振，起保护作用。 二极管VD1、VD2保护振荡管免受高反压击穿。阻容交叉耦合推挽振荡器的两个大功率振荡管Ql、Q2以零静态电流半个周期导通，集电极电流相位相反三阶和高阶奇次谐波为零，不仅高效，并具有偶次谐波相互抵消， 降低逆变功率器件热功耗，更低抑制在谐振电感中心抽头馈接电源串入高频扼流电感和旁路电容，阻止偶次谐波功耗，输出为纯正弦波。通用大功率三极管构成推挽振荡输出功率匹配30W左右的灯管，当要求更大功率输出匹配例如60W灯负载时，仅几只器件直接并联运用不能令人满意，双推挽振荡功率合成叠加输出功率效果明显，通过相加耦合器5将双推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，输出功率相等时平衡电阻R12无功率损耗。图3，调光脉冲发生器时基集成电路ICl采用555，调光电位器RPl —端串联二极管VD4，另一端接ICl的第二和第六脚，并在ICl的第七脚并接串联的二极管VD5与电阻 R14，并在第七脚由电阻R13接入电源1，电位器RPl中点滑动端接充电电容C7，滑动电位器构成连续可调的脉冲发生器，经三极管Q5功率放大输出接入双推挽注锁振荡器6的一个接口管Q4。低电平时Q4截止，振荡管Ql和Q2导通工作，灯点亮，高电平时Q4导通，振荡管 Ql和Q2截止，灯熄灭，点亮时间由脉冲宽度决定。因此，用一定频率脉冲熄灭与重新点亮交替，控制脉冲占空比即控制双推挽振荡器平均输出功率，达到调光目的。由于电位器RPl阻值远大于电阻R13、R14充电时VD4导通，放电时VD5导通，占空比可调范围极大。电容C8、C9对地旁路。电阻R15、R17限流，R16是三极管Q5负载电阻。图4，过压检测控制器Ib当蓄电池El电压高于稳压二极管VD6基准电压时，Al输出为低电平，三极管Q6驱动继电器Jl释放Jl-I常闭触点切断充电回路，保护蓄电池El过压充电，蓄电池El电压随着照明耗电下降低于VD6基准电压时，Al反相输入电位低于同相基准电压，输出为高电平，继电器Jl吸合Jl-I常闭触点接通充电回路。欠压检测控制器Ic 当蓄电池El电压低于稳压二极管VDlO基准电压时，A2输出为低电平，三极管Q7驱动继电器J2释放J2-1常开触点切断放电回路，保护蓄电池El欠压放电，蓄电池El随着充电电压上升高于VDlO基准电压时，A2同相输入电位高于反相基准电压，输出为高电平，继电器J2 吸合J2-1常开触点接通放电回路。电阻R18、R19、R20和R23、R24、R25及电位器RP2、RP3 分压分别接入运算放大器同相和反相输入端。调整运算放大器电压负反馈电阻R21、M6和电位器RP2、RP3达到切换门限值。电阻R22、R27限流作用。图中，二极管VD6防反充电，利用单向导电避免太阳能电池阵列Ia晚间或下雨天不发电时或出现短路时蓄电池El向太阳能电池阵列Ia放电。二极管VD9防反接，当蓄电池El极性接反时导通，产生大电流将熔丝Fl快速熔断，起到防护作用。二极管VD8、VDll 吸收继电器J1、J2线圈反向电势，防护击穿三极管Q6、Q7。电压配接器Id内置电源退耦滤波器连接双推挽振荡器6、可调脉冲发生器3电源端。本实施例选用太阳能电源电压30V，双推挽振荡器频率165KHZ，调光脉冲最小占空比输出平均功率匹配70W无极灯管，调光脉冲最大占空比平均功率12W，调光明显改变照明光强，在降低光射强度时还起到节约耗电量。
权利要求1.一种太阳能电源双推挽振荡功率合成无极灯，包括由太阳能电池阵列、过压检测控制器、欠压检测控制器、电压配接器、电压配接器、蓄电池组成太阳能电源和逆变器与无极灯管，其特征在于逆变器由两个推挽振荡器、相加耦合器、可调脉冲发生器、灯管电路及过载检测保护电路组成，两个推挽振荡器分为推挽振荡器(6a)和推挽振荡器(6b)，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大功率振荡管集电极，发射极串联电阻接地，谐振回路两端还并联交叉耦合对管基极电阻静态偏置和电容正反馈构成推挽振荡器，两个大功率振荡管基极各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推挽振荡器(6a)与推挽振荡器(6b)接口管控制调光，推挽振荡器(6a)与推挽振荡器 (6b)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功率合成，升压接入灯管电路两个耦合线圈，两个耦合线圈铁氧体磁环套在无极灯管上，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，检测电压接入推挽振荡器 (6a)与推挽振荡器(6b)接口管控制振荡管，两个推挽振荡器铁氧体磁性变压器(Tl)、(T2) 初级电感中心抽头经高频扼流电感和旁路电容接入由太阳能电源，同时，可调脉冲发生器电源端接入太阳能电源。
2.根据权利要求1所述的太阳能电源双推挽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，第七脚另经一个电阻接入电源，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推挽振荡器(6a)和推挽振荡器( )接口管控制调光。
3.根据权利要求1所述的太阳能电源双推挽振荡功率合成无极灯，其特征在于过压检测控制器由运算放大器Al同相输入端接稳压二极管基准电压，反相输入端接蓄电池电压，运算放大器Al输出经三极管电流放大接继电器线圈，常闭触点切换太阳能电池阵列充电过压控制；欠压检测控制器由运算放大器A2反相输入端接稳压二极管基准电压，同相输入端接蓄电池电压，运算放大器A2输出经三极管电流放大接继电器线圈，常开触点切换太阳能电池阵列放电欠压控制。
专利摘要本实用新型涉及电子技术领域，是一种太阳能电源双推挽振荡功率合成无极灯。包括由太阳能电池阵列、过压检测控制器、欠压检测控制器、电压配接器、蓄电池组成的太阳能电源和逆变器与无极灯管，逆变器由两个推挽振荡器、相加耦合器、灯管电路及过载检测保护电路组成，两个推挽振荡器功率合成产生高光效，脉冲大范围调光。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。
文档编号H05B41/38GK201976328SQ201120101339
公开日2011年9月14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, 阮雪芬 申请人:阮雪芬