专利名称：太阳能电源桥式振荡荧光灯的制作方法
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桥式振荡荧光灯。
背景技术：
在汽车、火车和船只没交流市电可供或野外露营休闲供电不便的场合，采用太阳能电源的荧光灯可产生较强的光照亮度，光电转换效率较高，光线柔和宜人，使用方便。然而，荧光灯是一种气体放电产生光亮，点火启动电压通常在500V以上才能激发管壁荧光粉涂层汞蒸，引燃后稳定工作电压为40V-110V，灯管电流至少在数百毫安。而且，要求振荡输出功率大，工作电压较低时电流就必须增大，因此，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。
发明内容本实用新型的目的是提供太阳能电源供电，拖动大功率灯负载的一种太阳能电源桥式振荡荧光灯。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、蓄电池组成的太阳能电源和逆变器与荧光灯管，还包括逆变器由桥式振荡器、灯管电路及过载检测保护电路组成，桥式振荡器由铁氧体磁性变压器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太阳能电源正极，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快恢二极管，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过载检测信号控制接口管集电极，接口管基极与集电极接电压负反馈偏置电阻，发射极接地，桥式振荡器输出功率由铁氧体磁性变压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峰值检波，检测电压接入接口管控制振荡管；其中，灯管电路接铁氧体磁性变压器次级电感，在电感两端并接串联的阻容RC元件，然后接串联谐振电路电感、电容至灯管灯丝的一端，灯管灯丝另一端并接预热启动电容和串联相接的热敏电阻与双向触发二极管；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太阳能电源供电桥式振荡器输出大功率灯负载高光效，桥式振荡器是两个互补对称阻容交叉耦合推挽振荡互耦，而阻容交叉耦合推挽振荡是输出输入直接相连两级LC选频放大器，振荡十分强烈，振荡电路互补串馈供电，电源电压高，电流小，降低功耗显著，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，使灯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。
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过载检测保护电路图4灯管电路图5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5，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组成的太阳能电源1 和逆变器与荧光灯管G，还包括逆变器由桥式振荡器3、灯管电路4及过载检测保护电路2 组成，桥式振荡器3由铁氧体磁性变压器Tl初级电感Ll并联电容C5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发射极接太阳能电源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Ql、Q2和Q3、Q4集电极与发射极之间并联快恢二极管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 及R3、R4静态偏置和电容Cl、C2及C3、C4正反馈构成桥式振荡器，两个NPN大功率振荡管 Q3、Q4基极并接过载检测信号接口管Q5、Q6集电极，接口管Q5、Q6基极与集电极接电压负反馈偏置电阻R5、R6，发射极接地，桥式振荡器3输出功率由铁氧体磁性变压器Tl次级电感L2升压接入灯管电路4。图2、3，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，检测电压经滤波电容C6、限流电阻R7、R8接入接口管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，过载检测电压使Q5、Q6饱和导通，振荡管Q3、Q4及Q1、Q2截止停振，起到保护作用。二极管VD1、VD2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互耦而成，阻容交叉耦合推挽振荡实际是输出输入直接连到的两级LC选频放大器，振荡十分强烈，四个大功率振荡管Ql、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，显著降低功耗增大输出功率。图4，灯管电路两支灯管并接，桥式振荡器铁氧体磁性变压器Tl次级电感L2输出高压并接阻容元件R9、C7吸收反峰高压，抑制噪声辐射平滑灯光亮度。串联谐振电路L4、C8 和L5、C9接至灯管G1、G2，谐振频率接近桥式振荡频率时灯管光效最高，灯管并接启动电容 CIO、Cll和热敏电阻RT1、RT2串联双向触发二极管VD6、VD7，启辉时灯管电压很高双向触发二极管导通，电流经热敏电阻对灯丝通电预热，灯启辉后灯管电压降低双向触发管截止，实现无耗预热。图5，过压检测控制器Ib当蓄电池El电压高于稳压二极管VDlO基准电压时，Al输出为低电平，三极管Q7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VDlO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VD12基准电压时，A2输出为低电平，三极管Q8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VD12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RIO、R1UR12和R15、R16、R17及电位器RP1、RP2 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R13、R18和电位器RP1、RP2达到切换门限值。电阻R14、R19起限流作用。二极管VD8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防蓄电池反接，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VD11、VD13 吸收继电器Jl、J2线圈反向电势，防护击穿三极管Q7、Q8。电压配接器Id接桥式振荡器3 电源端。本实施例太阳能电源电压60V，桥式振荡器频率47KHZ，输出匹配两支28W荧光灯管，效率为83%，振荡管散热器温度限制在40°C以下。
权利要求1.一种太阳能电源桥式振荡荧光灯，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荧光灯管，其特征在于还包括逆变器由桥式振荡器、灯管电路及过载检测保护电路组成，桥式振荡器由铁氧体磁性变压器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太阳能电源正极，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快恢二极管，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过载检测信号控制接口管集电极，接口管基极与集电极接电压负反馈偏置电阻，发射极接地，桥式振荡器输出功率由铁氧体磁性变压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峰值检波，检测电压接入接口管控制振荡管。
2.根据权利要求1所述的太阳能电源桥式振荡荧光灯，其特征在于灯管电路接铁氧体磁性变压器次级电感，在电感两端并接串联的阻容RC元件，然后接串联谐振电路电感、 电容至灯管灯丝的一端，灯管灯丝另一端并接预热启动电容和串联相接的热敏电阻与双向触发二极管。
3.根据权利要求1所述的太阳能电源桥式振荡荧光灯，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，是一种太阳能电源桥式振荡荧光灯。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荧光灯管，还包括逆变器由桥式注锁振荡器、灯管电路及过载检测保护电路组成，桥式注锁振荡器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荧光灯照明。
文档编号H05B41/36GK201976314SQ20112010135
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
发明者张根清, 阮树成 申请人:张根清