直流低電壓雙推注入鎖相功率合成黑光燈的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電光源照明【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種直流低電壓雙推注入鎖相功率合成黑光燈。兩個(gè)自振蕩芯片4、6共接定時(shí)電阻R2、電容C4同步振蕩，自振蕩芯片4及推挽放大器A輸出功率變壓器T1與自振蕩芯片6及推挽放大器B輸出功率變壓器T2由相加耦合器功率合成、升壓饋送燈管電路黑光燈輻射紫外線，基準(zhǔn)晶振信號(hào)經(jīng)分頻器注入兩個(gè)自振蕩芯片4、6的RC振蕩器鎖定相位，避免器件溫升過高振蕩頻率變化功率失衡光強(qiáng)下降。本發(fā)明適用于交流電源供電不便的田間、果園誘殺害蟲。
【專利說明】直流低電壓雙推注入鎖相功率合成黑光燈

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電光源照明【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種直流低電壓雙推注入鎖相功率合成 黑光燈。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)常用LC或RC振蕩器作為黑光燈光源，產(chǎn)生的振蕩頻率受溫度變化穩(wěn)定 性差影響功率不穩(wěn)定光強(qiáng)下降，雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便，成本低。由于電源電壓低，要得到大功率照 明勢(shì)必增大器件電流，使功率管功耗劇增溫升過高導(dǎo)致振蕩頻率變化，結(jié)果會(huì)使燈光隨頻 率變化功率幅值失衡。同時(shí)，大電流通過線圈溫升高磁性導(dǎo)磁率下降，磁飽和電感量變小 阻抗趨向零，燈具工作時(shí)間與溫升正比，溫升高加速器件老化，輕則燈管發(fā)光不穩(wěn)定亮度下 降，重則燒壞器件縮短使用壽命。由兩個(gè)振蕩逆變功率疊加拖動(dòng)大功率燈，解決器件功率容 量的限制。但是，功率合成振蕩電壓相位須要一致，以克服非線性互調(diào)功率不均衡。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供直流低電壓大電流供電，逆變振蕩高穩(wěn)頻相位同步的一種直 流低電壓雙推注入鎖相功率合成黑光燈。
[0004] 本發(fā)明技術(shù)解決方案為：包括直流低壓電源、黑光燈管、基準(zhǔn)晶振、分頻器、兩個(gè)自 振蕩芯片、推挽逆變器A、推挽逆變器B、相加耦合器T 3、黑光燈管電路、燈管電路，其中，基準(zhǔn) 晶振由石英晶體諧振器、兩個(gè)反相器及電阻、電容組成，第一個(gè)反相器輸入與輸出兩端跨接 電阻偏置，并分別并接接地電容，同時(shí)，還跨接串聯(lián)微調(diào)電容的石英晶體諧振器，基準(zhǔn)晶振 輸出信號(hào)經(jīng)第二個(gè)反相器接入分頻器，自振蕩芯片內(nèi)含RC振蕩器、推挽逆變驅(qū)動(dòng)電路、燈 故障保護(hù)控制器SD，兩個(gè)自振蕩芯片RC振蕩器共接電阻R 2、電容C4同步振蕩，輸出分別經(jīng) 推挽逆變驅(qū)動(dòng)電路連接均由兩個(gè)大功率M0S場(chǎng)效應(yīng)管組成的推挽逆變器A、推挽逆變器B， 自振蕩芯片及推挽逆變器A輸出功率變壓器?\電感L 2與自振蕩芯片及推挽逆變器B輸出 功率變壓器T2電感L5由相加耦合器T 3電感L6功率合成，電感L7升壓接燈管電路引燃黑光 燈管，基準(zhǔn)晶振信號(hào)經(jīng)分頻器注入兩個(gè)自振蕩芯片RC振蕩器輸入端(^鎖定相位，燈管電路 燈異常檢測(cè)信號(hào)接兩個(gè)自振蕩芯片燈故障保護(hù)控制器SD，直流低壓電源連接基準(zhǔn)晶振、分 頻器、自振蕩芯片及推挽逆變器A、自振蕩芯片及推挽逆變器B的電源端；
[0005] 其中，燈管電路由黑光燈管一端接相加耦合器T3電感L7，另一端穿入燈管異常檢 測(cè)電流互感磁環(huán)接地，電流互感磁環(huán)電感L 8電壓經(jīng)二極管VDi檢波、電容C9、電阻R1(l濾波接 入兩個(gè)自振蕩芯片燈故障保護(hù)控制器。
[0006] 本發(fā)明產(chǎn)生積極效果：解決直流低壓、大電流雙推挽逆變振蕩高穩(wěn)頻相位同步功 率合成，達(dá)到單個(gè)自振蕩推挽逆變器難以得到的大功率黑光燈紫外線光源誘殺害蟲，避免 器件溫升高振蕩頻率變化功率失衡穩(wěn)定光源，延長(zhǎng)使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007] 圖1本發(fā)明技術(shù)方案原理框圖
[0008] 圖2基準(zhǔn)晶振電路
[0009] 圖3直流低電壓雙推注入鎖相功率合成黑光燈電路

【具體實(shí)施方式】
[0010] 參照?qǐng)D1、2、3(圖3以自振蕩芯片及推挽逆變器A為例，自振蕩芯片及推挽逆變器 B與A相同），本發(fā)明【具體實(shí)施方式】和實(shí)施例：包括直流低壓電源1、基準(zhǔn)晶振2、分頻器3、兩 個(gè)自振蕩芯片4、6，推挽逆變器A5、推挽逆變器B7、相加耦合器8，黑光燈管電路9、燈管電路 10,其中，基準(zhǔn)晶振2由石英晶體諧振器JT、兩個(gè)反相器及電阻&、電容CpCpQ組 成，第一個(gè)反相器1(^輸入與輸出兩端跨接電阻&偏置，并分別并接接地電容Q、C 2，同時(shí)， 還跨接串聯(lián)微調(diào)電容Q的石英晶體諧振器JT，基準(zhǔn)晶振2輸出信號(hào)經(jīng)第二個(gè)反相器IC2接 入分頻器3,自振蕩芯片IC 4IR2157內(nèi)含RC振蕩器、推挽逆變驅(qū)動(dòng)電路、燈故障保護(hù)控制器 SD，兩個(gè)自振蕩芯片4、6的RC振蕩器共接電阻馬、電容C4同步振蕩，輸出分別經(jīng)推挽逆變 驅(qū)動(dòng)電路連接均由兩個(gè)功率M0S場(chǎng)效應(yīng)管％、Q 2組成的推挽逆變器A5、推挽逆變器B7，自振 蕩芯片4及推挽逆變器A5輸出功率變壓器?\電感L2與自振蕩芯片6及推挽逆變器B7輸 出功率變壓器T 2電感L5由相加耦合器T3電感L6功率合成，電感L 7升壓接燈管電路10引 燃黑光燈管9,基準(zhǔn)晶振2信號(hào)經(jīng)分頻器3分頻+N基準(zhǔn)信號(hào)&由電容C3、C 4分壓注入兩個(gè) 自振蕩芯片4、6的RC振蕩器CT端鎖定相位，燈管電路10燈異常檢測(cè)信號(hào)接入兩個(gè)自振蕩 芯片4、6燈故障保護(hù)控制器SD，關(guān)閉振蕩，直流低壓電源1連接基準(zhǔn)晶振2、分頻器3、自振 蕩芯片4及推挽逆變器A5、自振蕩芯片6及推挽逆變器B7的電源端+V。
[0011] IC4引腳符號(hào)功能：V。。電源端，CT接振蕩器定時(shí)電容C4, RT接振蕩器定時(shí)電阻R2， %驅(qū)動(dòng)％，h驅(qū)動(dòng)Q2, CS電流檢測(cè)，SD燈故障保護(hù)控制關(guān)閉振蕩，COM接地。
[0012] 自振蕩芯片IC4電源由電阻Rn降壓，電容C7濾波供給產(chǎn)生振蕩，經(jīng)Hph驅(qū)動(dòng) 推挽逆變器，大功率M0S管QpQ 2輪流導(dǎo)通、截止半周，輸出功率接相加耦合器與推挽逆變器 B輸出功率合成。
[0013] 兩個(gè)逆變器功率合成拖動(dòng)大功率燈具，擴(kuò)容可靠，但要求兩個(gè)自振蕩芯片振蕩電 壓相位一致，以消除非線性互調(diào)功率不均衡，獲取穩(wěn)定的輸出功率。為此，引入注入鎖相解 決功率合成相位同步技術(shù)。
[0014] 基于注入基準(zhǔn)頻率鎖定振蕩頻率的整數(shù)倍，或振蕩頻率是基準(zhǔn)頻率的整數(shù)倍，基 準(zhǔn)信號(hào)分頻注入選配較高頻率的高穩(wěn)頻特性石英諧振器，易于鎖定數(shù)十至數(shù)百千赫LC或 RC振蕩器。分頻器IC3二進(jìn)制或十進(jìn)制計(jì)數(shù)器分頻?；鶞?zhǔn)晶振石英諧振器品質(zhì)因數(shù)高，頻 率受溫度變化極小，高度穩(wěn)定作為鎖定基準(zhǔn)參考信號(hào)。
[0015] 基準(zhǔn)信號(hào)經(jīng)分頻注入自振蕩芯片CT端鎖定相位。未注入基準(zhǔn)信號(hào)自振蕩芯片RC 振蕩器產(chǎn)生自由振蕩頻率，注入基準(zhǔn)信號(hào)RC振蕩電壓與其矢量合成，通過自振蕩芯片非線 性變頻鎖定相位，振蕩信號(hào)與注入基準(zhǔn)信號(hào)僅有一個(gè)固定的相位差。同步帶寬與注入功率 正比，與RC振蕩器有載Q值反比，由于基準(zhǔn)信號(hào)注入RC振蕩器的輸入端，增益高，小功率鎖 定。兩個(gè)自振蕩芯片RC振蕩器共接電阻民、電容C 4同步振蕩，鎖定時(shí)間快。
[0016] 注入鎖相無須壓控調(diào)諧、鑒相器、環(huán)路濾波器，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能優(yōu)越，附加成本 低。注入鎖相本質(zhì)上與環(huán)路鎖相沒差別，只是結(jié)構(gòu)和工作過程不同，適于功率合成燈具穩(wěn)定 振蕩頻率相位同步，穩(wěn)定輸出功率避免器件溫升過高功率失衡，延長(zhǎng)使用壽命。相加耦合器 τ3電感L6將雙推輸出功率I\、T2電感L2、L 5反相激勵(lì)電流疊加，相位差180°低次諧波相互 抵消，輸出電流變換加倍總和送到燈負(fù)載，兩個(gè)電流相等時(shí)平衡電阻R 9無功率損耗。
[0017] 燈異常時(shí)電流互感磁環(huán)電感L8電壓由二極管VDi檢波，電容C9、電阻R 1(l濾波經(jīng)電 阻R7、R8接入兩個(gè)自振蕩芯片及推挽逆變器的燈故障保護(hù)控制器SD，關(guān)斷RC振蕩器，保護(hù) 雙推挽逆變功率管，免受損壞。燈異常功率管大電流還通過電阻R 6壓降經(jīng)電阻R4、電容C8 開啟芯片IC4的CS端控制停振保護(hù)逆變功率M0S管。
[0018] 實(shí)施例直流低壓電源30V，逆變電流2.8A，雙推輸出匹配70W黑光燈管Dl、D2,效 率達(dá)83%，產(chǎn)生光源穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)。適用于交流電源供電不便的田間、果園誘殺害蟲。
【權(quán)利要求】
1. 一種直流低電壓雙推注入鎖相功率合成黑光燈，包括直流低壓電源、黑光燈管，其特 征在于：還包括基準(zhǔn)晶振、分頻器、兩個(gè)自振蕩芯片、推挽放大器A、推挽放大器B、相加耦合 器1、燈管電路，其中，基準(zhǔn)晶振由石英晶體諧振器、兩個(gè)反相器及電阻、電容組成，第一個(gè) 反相器輸入與輸出兩端跨接電阻偏置，并分別并接接地電容，同時(shí)，還跨接串聯(lián)微調(diào)電容的 石英晶體諧振器，基準(zhǔn)晶振輸出信號(hào)經(jīng)第二個(gè)反相器接入分頻器，自振蕩芯片內(nèi)含RC振蕩 器、推挽放大驅(qū)動(dòng)電路、燈故障保護(hù)控制器SD，兩個(gè)自振蕩芯片RC振蕩器共接電阻R 2、電容 C4同步振蕩，輸出分別經(jīng)推挽放大驅(qū)動(dòng)電路連接均由兩個(gè)大功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管組成的推挽 放大器A、推挽放大器B，自振蕩芯片及推挽放大器A輸出功率變壓器1\電感L 2與自振蕩芯 片及推挽放大器B輸出功率變壓器T2電感L5由相加耦合器T 3電感L6功率合成、電感L7升 壓接燈管電路黑光燈管引燃，基準(zhǔn)晶振信號(hào)經(jīng)分頻器注入兩個(gè)自振蕩芯片RC振蕩器C T端 鎖定相位，燈管電路燈異常檢測(cè)信號(hào)接兩個(gè)自振蕩芯片燈故障保護(hù)控制器SD，直流低壓電 源連接基準(zhǔn)晶振、分頻器、自振蕩芯片及推挽放大器A、自振蕩芯片及推挽放大器B的電源 端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流低電壓雙推注入鎖相功率合成黑光燈，其特征在于：燈 管電路由黑光燈管一端接相加耦合器T3電感L 7，另一端穿過燈管異常檢測(cè)電流互感磁環(huán)接 地，電流互感磁環(huán)電感L8電壓經(jīng)二極管VDi檢波、電容C 9、電阻R1(l濾波接兩個(gè)自振蕩芯片燈 故障保護(hù)控制器SD。
【文檔編號(hào)】H05B41/26GK104105285SQ201310160097
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2013年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月15日
【發(fā)明者】阮樹成, 張妙娟 申請(qǐng)人:張妙娟