直流低压电源注锁功率合成双黑光灯的制作方法
【专利摘要】本发明涉及电光源照明【技术领域】，具体是一种直流低压电源注锁功率合成双黑光灯。包括黑光灯管、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、升压接灯管启辉，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明，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、大电流供电的黑光灯田间、果园诱杀害虫。
【专利说明】直流低压电源注锁功率合成双黑光灯
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电光源照明【技术领域】，具体是一种直流低压电源注锁功率合成双黑光 灯。
【背景技术】
[0002] 现有技术电子镇流器通常用LC或RC振荡器作为黑光灯紫外线光源，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黑光灯工作 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，致使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。叠加逆变功率拖动大功率灯，解决器件功率容量 的限制。但是，功率合成振荡电压相位须要一致，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逆直流低电压大电流供电，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黑光灯。
[0004] 本发明技术解决方案为：包括直流低压电源、两支黑光灯管、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，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、灯故障控制器 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M0S场效应管％、Q 2栅极，Qp Q2漏极并接变压器?\电感U两端，振荡驱动芯片电源端 经电阻R7降压电容C 8旁路和电感U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R 6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M0S场 效应管Q 3、Q4漏极接变压器T3电感L4两端，Q3、Q 4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Q 5漏极及电阻R8、R14,电感L7、电阻R1(l与变压器T 3电感L5闭合， 电感L4中心点经电感L9和旁路电容C 9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Rn，电阻L和灯管异常电流检测器信号接场效应管Q 5栅极，灯管异常电流检 测器信号接振荡驱动芯片灯故障控制器SD，推挽放大器输出功率变压器1\与推挽振荡器输 出功率变压器T 3由相加耦合器功率合成、升压接入两支黑光灯管启辉，基准晶振信号经分 频器注入振荡驱动芯片RC振荡器CT端锁定相位，由推挽放大器变压器?\与推挽振荡器变 压器Τ 3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；
[0005] 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VDi检波，电阻R15、电容Cn滤波经电阻R13接入振荡驱动芯片灯故障控制器 SD，经电阻R12接入场效应管Q5栅极。
[0006] 本发明产生积极效果：解决直流低压、大电流供电双推自激和他激逆变振荡高稳 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紫外线光源诱杀 大面积农田害虫，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直流低压电源注锁功率合成双黑光灯电路
【具体实施方式】
[0010] 参照图1、2、3,本发明【具体实施方式】和实施例：包括直流低压电源1、两支黑光灯 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IQ、IC 2及电阻 &、电容CpCpQ组成，第一个反相器1(^输入与输出两端跨接偏置电阻&，并分别并接接地 电容Cp C2，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,振荡驱动芯片4,即IC 4IC2156内含RC振荡器、推挽放大驱动 电路、电流检测CS、灯故障控制器SD，RC振荡器外接电阻R2、电容C 4产生振荡，输出经推挽 放大驱动电路接入推挽放大器5两个大功率M0S场效应管％、Q2栅极，Qp Q2漏极并接变压 器?\电感U两端，振荡驱动芯片4电源端经电阻R7降压电容C 8旁路和电感U中心点 经电感L3、电容C7旁路接直流低压电源+V，Q 2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M0S场效应管Q 3、Q4漏极接变压器T3电感 L4两端，Q3、Q4栅极接变压器Τ2电感L 8两端，电感L8中点并联源极接地场效应管Q5漏极及 偏置电阻R 8、R14，电感L7、电阻R1(l与变压器T3电感L 5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，Q 3、Q4源极经接地电阻R9压降取样电流连接电阻Rn，电阻R n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输出功率经变压器?\与推 挽振荡器6输出功率变压器Τ 3由相加耦合器7功率合成、升压接入两支黑光灯管8启辉，基 准晶振2接分频器3分频+Ν基准信号&经电容C 3、C4分压注入RC振荡器输入端锁定相 位，由推挽放大器5输出功率变压器?\与推挽振荡器6输出功率变压器T 3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和推挽振荡器6灯故障控制器SD，直流低压电源1接基准晶振2、分频器3电源端。
[0011] IC4引脚符号功能：V。。电源端，CT接振荡定时电容C4, RT接振荡定时电阻R2, ％驱 动％，h驱动Q2, CS电流检测，SD灯故障保护控制，COM接地。
[0012] 振荡驱动芯片IC4电源端V。。由电阻R7降压，电容c 8滤波供给产生振荡，它激振荡 驱动推挽放大器％、Q2，轮流导通、截止半周；推挽振荡器自激振荡Q 3、04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。
[0013] 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IC 4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IC 3二进制或十进制计数器分频。
[0014] 注入锁相无需压控调谐、鉴相和环路滤波，电路简单，性能优越，附加成本低。注入 锁相本质上与环路锁相没差别。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。
[0015] 相加耦合器T4电感L1(l将两个推挽输出功率变压器?\、T 3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R 16无功率损耗。
[0016] 推挽振荡器τ2、τ3双变压器振荡，输出变压器τ 3不饱和，功效高。谐振频率调l4， 振荡反馈调电阻R1(l或电感L 5，调整频率和反馈互不牵连。
[0017] 灯异常电流磁环电感L12电压二极管VDi检波，电阻R15、电容C n滤波经电阻R12，电 容C1(l使Q5导通，推挽振荡器功率管Q 3、Q4截止；振荡驱动芯片IC4灯故障控制器30控制停 振，保护推挽放大器％、Q 2。同时，灯异常电流电阻R6压降经电阻R4、电容C6使芯片IC 4电 流检测CS开启保护Qi、Q2 ;灯异常电流电阻R9压降经电阻Rn、电容C1Q进而使Q5导通，双重 保护Q 3、Q4。
[0018] 实施例直流低压电源电压30V，灯电流2. 8A，引燃35W两支黑光灯管Gi、G2，效率 82 %，昼夜开灯诱杀害虫，功率M0S管温升在允许值内，使用寿命长。
【权利要求】
1. 一种直流低压电源注锁功率合成双黑光灯，包括直流低压电源、两支黑光灯管，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，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、灯故障控制器SD，RC振荡器外接电阻R 2、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％、Q 2栅极，Qp Q2漏极并接变压器 ?\电感U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U中心点经电感L 3、 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R 4、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L 4两端，Q3、Q4栅极 接变压器T2电感L 8两端，电感L8中点并联源极接地场效应管Q5漏极及电阻R8、R 14，电感L7、 电阻R1(l与变压器T3电感L 5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Rn，电阻R n和灯管异常电流检测器信号接 场效应管Q5栅极，灯管异常电流检测器信号接振荡驱动芯片灯故障控制器SD，推挽放大器 输出功率变压器1\与推挽振荡器输出功率变压器1~ 3由相加耦合器功率合成、升压接入两支 黑光灯管启辉，基准晶振信号经分频器注入振荡驱动芯片RC振荡器CT端锁定相位，由推挽 放大器变压器?\与推挽振荡器变压器T 3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黑光灯，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L 12感生电压二极管VDi检 波，电阻R15、电容Cn滤波经电阻R 13接入振荡驱动芯片灯故障控制器SD，经电阻R12、电容 接入场效应管Q5栅极。
【文档编号】H05B41/285GK104105289SQ201310155134
【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, 阮小青 申请人:阮小青