直流低电压双推注入锁相功率合成低压钠灯的制作方法
【专利摘要】本发明涉及电光源照明【技术领域】，具体是一种直流低电压双推注入锁相功率合成低压钠灯。两个自振荡芯片4、6共接定时阻容元件R2、C4，同步振荡，自振荡芯片4及推挽放大器A输出功率变压器T1与自振荡芯片6及推挽放大器B输出功率变压器T2由相加耦合器，功率合成馈送灯管电路引燃低压钠灯，基准晶振信号经分频器注入两个自振荡芯片4、6的RC振荡器锁定相位，避免器件温升过高振荡频率变化功率失衡灯光下降。本发明适用于直流低电压、大电流供电的低压钠灯照明场合。
【专利说明】直流低电压双推注入锁相功率合成低压钠灯
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电光源照明【技术领域】，具体是一种直流低电压双推注入锁相功率合成 低压钠灯。
【背景技术】
[0002] 现有技术电子镇流器通常用LC或RC振荡器作为低压钠电光源，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，尤其直流低压电源供电的低压钠灯工作在 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 照明势必增大器件电流，而大电流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，要求功率合成振荡电压相位一致，以克服非线性互调功率不均 衡。
【发明内容】
[0003] 本发明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 流低电压双推注入锁相功率合成低压钠灯。
[0004] 本发明技术解决方案为：包括直流低压电源、低压钠灯管、基准晶振、分频器、两个 自振荡芯片、推挽逆变器A、推挽逆变器B、相加耦合器T3、灯管电路，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电阻偏置， 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，自振荡芯片内含RC振荡器、推挽逆变驱动电路、灯故障保护控 制器SD，两个自振荡芯片RC振荡器共接电阻R 2、电容C4同步振荡，输出分别经推挽逆变驱 动电路连接均由两个大功率M0S场效应管组成的推挽逆变器A、推挽逆变器B，自振荡芯片 及推挽逆变器A输出功率变压器?\电感L 2与自振荡芯片及推挽逆变器B输出功率变压器 T2电感L5由相加耦合器T3电感L6功率合成、电感L 7升压经灯管电路谐振电感、电容激励低 压钠灯管启辉，基准晶振信号经分频器注入两个自振荡芯片RC振荡器CT端锁定相位，灯管 电路灯异常检测信号接入两个自振荡芯片灯故障保护控制器SD，直流低压电源连接基准晶 振、分频器、自振荡芯片及推挽逆变器A和自振荡芯片及推挽逆变器B的电源端；
[0005] 其中，灯管电路由低压钠灯管的一端经谐振电感L8、电容C9接相加耦合器T3电感 L7，另一端穿过灯管异常检测电流互感磁环接地，灯管两端并联电容C1(l，电感L9电压经二极 管VDi检波，电容C n、电阻R1(l滤波接入两个自振荡芯片灯故障保护控制器SD。
[0006] 本发明产生积极效果：解决直流低电压、大电流双推挽逆变振荡高稳频相位同步 功率合成，达到单个自振荡推挽逆变器难以得到的大功率低压钠灯照明，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。
【专利附图】
【附图说明】
[0007] 图1本发明技术方案原理框图
[0008] 图2基准晶振电路
[0009] 图3直流低电压双推注入锁相功率合成低压钠灯电路
【具体实施方式】
[0010] 参照图1、2、3(图3以自振荡芯片及推挽逆变器A为例，自振荡芯片及推挽逆变器 B与A相同），本发明【具体实施方式】和实施例：包括直流低压电源1、低压钠灯管9、基准晶振 2、分频器3、两个自振荡芯片4、6，推挽逆变器A5、推挽逆变器B7、相加耦合器T38、灯管电路 10,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&、电容组 成，第一个反相器1(^输入与输出两端跨接电阻&偏置，并分别并接接地电容Q、C 2，同时， 还跨接串联微调电容Q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,自振荡芯片IC 4IR2157内含RC振荡器、推挽逆变驱动电路、灯故障保护控制器， 两个自振荡芯片4、6的RC振荡器共接电阻R 2、电容C4同步振荡，输出分别经推挽逆变驱动 电路连接均由两个大功率M0S场效应管％、Q 2组成的推挽逆变器A5、推挽逆变器B7，自振荡 芯片4及推挽逆变器A5输出功率变压器1\电感L2与自振荡芯片6及推挽逆变器B7输出 功率变压器T 2电感L5由相加耦合器T38电感L6功率合成、电感L 7升压经灯管电路10谐振 电感L8、电容C8激励低压钠灯管9启辉，基准晶振2信号经分频器3分频+N基准信号& 电容C 3、C4分压注入两个自振荡芯片4、6的RC振荡器CT端锁定相位，灯管电路10灯异常 检测信号接入两个自振荡芯片4、6灯故障保护控制器SD，直流低压电源1连接基准晶振2、 分频器3、自振荡芯片4及推挽逆变器A5和自振荡芯片6及推挽逆变器B7的电源端+V。
[0011] IC4引脚符号功能：V。。电源端，CT接振荡器定时电容C4, RT接振荡器定时电阻R2， %驱动％，h驱动Q2, CS电流检测，SD灯故障保护控制关闭振荡，COM接地。
[0012] 自振荡芯片IC4电源由电阻Rn降压，电容C7滤波供给产生振荡，经Hph驱动 推挽逆变器，大功率M0S管QpQ 2轮流导通、截止半周，输出功率接相加耦合器与推挽逆变器 B输出功率合成。
[0013] 两个逆变器功率合成拖动大功率灯具，扩容可靠，但要求两个自振荡芯片振荡电 压相位一致，以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。
[0014] 注入锁相不用压控调谐、鉴相器、环路滤波器，电路结构简单，性能优越，附加成本 低。注入锁相本质上与环路锁相没差别，只是结构和工作过程不同，适于功率合成灯具稳定 振荡频率相位同步，稳定输出功率避免器件温升过高功率失衡，延长使用寿命。
[0015] 基于注入基准频率是跟踪锁定振荡频率的整数倍，或振荡频率是基准频率的整数 倍，基准信号分频注入选配较高频率的高稳频特性石英谐振器，易于锁定数十至数百千赫 LC或RC振荡器。分频器IC3二进制或十进制计数分频。基准晶振石英谐振器品质因数高， 频率受温度变化极小，高度稳定可作为锁定基准参考信号。
[0016] 基准信号经分频注入自振荡芯片CT端锁定相位。未注入基准信号自振荡芯片RC 振荡器产生自由振荡频率，注入基准信号RC振荡电压与其矢量合成，通过自振荡芯片非线 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RC振荡器的输入端，增益高，小功率锁 定。两个自振荡芯片RC振荡器共接电阻民、电容C 4同步振荡，锁定时间快。
[0017] 相加耦合器T3电感L6将双推输出功率变压器!^!^电感L 2、L5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，两个电流相等时平衡 电阻R 9无功率损耗。
[0018] 灯管异常检测电流互感磁环电感L9电压二极管VDi检波，电容Cn、电阻R 1(l滤波， 经电阻R7、R8接入两个自振荡芯片灯故障保护控制器SD，快速关断RC振荡器，保护双推挽 逆变功率管，免受损坏。灯异常时功率管大电流电阻R 6压降经电阻R4、电容C8开启芯片CS 端控制停振双重保护逆变功率管。
[0019] 实施例直流低压电源电压30V，逆变电流2. 7A，双推输出功率合成匹配70W低压钠 灯D，逆变效率达86%，灯光稳定。
【权利要求】
1. 一种直流低电压双推注入锁相功率合成低压钠灯，包括直流低压电源、低压钠灯管， 其特征在于：还包括基准晶振、分频器、两个自振荡芯片、推挽逆变器A、推挽逆变器B、相加 耦合器T 3、灯管电路，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电阻偏置，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，自振荡芯片内含RC 振荡器、推挽逆变驱动电路、灯故障保护控制器SD，两个自振荡芯片RC振荡器共接电阻R2、 电容(；同步振荡，输出分别经推挽逆变驱动电路连接均由两个大功率MOS场效应管组成的 推挽逆变器A、推挽逆变器B，自振荡芯片及推挽逆变器A输出功率变压器1\电感L 2与自振 荡芯片及推挽逆变器B输出功率变压器T2电感L5由相加耦合器T 3电感L6功率合成，电感 L7升压经灯管电路谐振电感、电容激励低压钠灯管启辉，基准晶振信号经分频器注入两个 自振荡芯片RC振荡器C T端锁定相位，灯管电路灯异常检测信号接入两个自振荡芯片灯故 障保护控制器SD，直流低压电源连接基准晶振、分频器、自振荡芯片及推挽逆变器A、自振 荡芯片及推挽逆变器B的电源端。
2. 根据权利要求1所述的直流低电压双推注入锁相功率合成低压钠灯，其特征在于： 灯管电路由低压钠灯管的一端经谐振电感L8、电容C9接相加耦合器T3电感L 7，另一端穿过 灯管异常检测电流互感磁环接地，灯管两端并联电容C1(l，电感L9电压经二极管VDi检波，电 容C n、电阻R1(l滤波接入两个自振荡芯片灯故障保护控制器SD。
【文档编号】H05B41/292GK104105316SQ201310160096
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2013年4月15日 优先权日:2013年4月15日
【发明者】阮树成, 张妙娟 申请人:张妙娟