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太阳能电源注功率合成高压钠灯

阅读:3发布:2020-11-06

专利汇可以提供太阳能电源注功率合成高压钠灯专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及电 光源 照明技术领域,具体是一种 太阳能 电源注 锁 功率合成 高压钠灯 。包括高压钠灯、太阳能电源、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 、 灯管 触发 电路 、调频 信号 发生器、灯管异常 电流 检测器,振荡驱动芯片接推挽放大器,输出功率 变压器 T1与推挽振荡器输出功率变压器T3由相加耦合器功率合成、升压馈送灯管 触发电路 引燃高压钠灯启辉,基准晶振信号经 分频器 注入振荡驱动芯片锁定 相位 ,推挽放大器输出功率变压器T1与推挽振荡器输出功率变压器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。本发明适于太阳能电源 低 电压 、大电流供电的高压钠灯照明场合。,下面是太阳能电源注功率合成高压钠灯专利的具体信息内容。

1.一种太阳能电源注功率合成高压钠灯,包括太阳能电源、高压钠灯管,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、灯管触发电路、调频信号发生器,其中,基准晶振由石英晶体谐振器、两个反相器电阻、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MOS场效应管Q1、Q2栅极,Q1、Q2漏极并接变压器T1电感L1两端,振荡驱动芯片电源端经电阻R7降压电容C8旁路和电感L1中点经电感L3、电容C7旁路接太阳能电源,Q2源极串联电阻R6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MOS场效应管Q3、Q4漏极接变压器T3电感L4两端,Q3、Q4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Q5漏极及电阻R8、R14,电感L7、电阻R10与变压器T3电感L5闭合,电感L4中点经电感L9和旁路电容C9接太阳能电源,调频信号发生器输出锯齿波信号接场效应管Q5栅极抑制灯光闪烁,Q3、Q4源极经接地电阻R9压降取样电流连接电阻R11,电阻R11和灯管异常电流检测信号经电阻R12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SD,推挽放大器输出功率变压器T1与推挽振荡器输出功率变压器T3由相加耦合器功率合成、升压经灯管触发电路引燃高压钠灯启辉,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T1与推挽振荡器变压器T3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,太阳能电源接基准晶振、分频器、调频信号发生器电源端。
2.根据权利要求1所述的太阳能电源注锁功率合成高压钠灯,其特征在于:调频信号发生器由时基芯片IC5、电阻R20、R21、R22和电容C15多谐振荡,IC5的DIS端由电阻R19接场管Q6栅极,电容C19接Q6源极电阻R18自举正反馈,输出线性锯齿波信号接入两个自振荡芯片RC端调频抑制灯光闪烁。
3.根据权利要求1所述的太阳能电源注锁功率合成高压钠灯,其特征在于:灯管触发电路由灯管一端经电容C12、T5电感L13接相加耦合器T4电感L11,电容C12与电感L13接点并接电阻R16、接地电容C13、接地串接双向触发二极管VD2的T5电感L12,灯管另一端穿过灯异常检测磁环互感电感L16接地,直流高压发生器由时基芯片IC5振荡输出接变压器T6电感L14经电感L15升压,二极管VD3整流、电容C17、电阻R24滤波,由电阻R25接电容C12与电感L13接点。
4.根据权利要求1所述的太阳能电源注锁功率合成高压钠灯,其特征在于:太阳能电源由光伏电池板E1输出串联阻塞二极管VD4、继电器触点J-1连接蓄电池E2和接有开关S的灯具DW,蓄电池E2过压控制取样电阻R26、RP1、R27接入时基芯片IC6高电平触发端TH,欠压控制取样电阻R28、RP2、R29接入低电平触发端TL,时基芯片IC6输出接继电器,蓄电池串入快速熔丝F,并接防反接二极管VD。

说明书全文

太阳能电源注功率合成高压钠灯

技术领域

[0001] 本发明涉及电光源照明技术领域,具体是一种太阳能电源注锁功率合成高压钠灯。

背景技术

[0002] 现有技术电子镇流器通常用LC或RC振荡器作为高压钠灯电光源,产生的振荡频率温度变化稳定性差影响功率不稳定光强下降,虽然结构简便,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。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供太阳能电源低电压、大电流供电,逆变振荡高稳频相位同步的一种太阳能电源注锁功率合成高压钠灯。
[0004] 本发明技术解决方案为:包括太阳能电源、高压钠灯管、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、灯管触发电路、调频信号发生器,其中,基准晶振由石英晶体谐振器、两个反相器电阻、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MOS场效应管Q1、Q2栅极,Q1、Q2漏极并接变压器T1电感L1两端,振荡驱动芯片电源端经电阻R7降压电容C8旁路和电感L1中点经电感L3、电容C7旁路接太阳能电源,Q2源极串联电阻R6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MOS场效应管Q3、Q4漏极接变压器T3电感L4两端,Q3、Q4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Q5漏极及电阻R8、R14,电感L7、电阻R10与变压器T3电感L5闭合,电感L4中点经电感L9和旁路电容C9接太阳能电源,调频信号发生器输出锯齿波信号接场效应管Q5栅极调频抑制灯光闪烁,Q3、Q4源极经接地电阻R9压降取样电流连接电阻R11,电阻R11和灯管异常电流检测信号经电阻R12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SD,推挽放大器输出功率变压器T1与推挽振荡器输出功率变压器T3由相加耦合器功率合成、升压经灯管触发电路引燃高压钠灯启辉,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T1与推挽振荡器变压器T3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,太阳能电源接基准晶振、分频器、调频信号发生器电源端;
[0005] 其中,调频信号发生器由时基芯片IC5、电阻R20、R21、R22和电容C15多谐振荡,IC5的DIS端由电阻R19接场管Q6栅极,电容C19接Q6源极电阻R18自举正反馈,输出线性锯齿波信号接入两个自振荡芯片RC端调频抑制灯光闪烁;
[0006] 灯管触发电路由灯管一端经电容C12、T5电感L13接相加耦合器T4电感L11,电容C12与电感L13接点并接电阻R16、接地电容C13、接地串接双向触发二极管VD2的T5电感L12,灯管另一端穿过灯异常检测磁环互感电感L16接地,直流高压发生器由时基芯片IC5多谐振荡输出接变压器T6电感L14经电感L15升压,二极管VD3整流、电容C17、电阻R24滤波,由电阻R25接电容C12与电感L13接点;
[0007] 太阳能电源由光伏电池板E1输出串联阻塞二极管VD4、继电器触点J-1连接蓄电池E2和接有开关S的灯具DW,蓄电池E2过压控制取样电阻R26、RP1、R27接入时基芯片IC6高电平触发端TH,欠压控制取样电阻R28、RP2、R29接入低电平触发端TL,时基芯片IC6输出接继电器,蓄电池串入快速熔丝F,并接防反接二极管VD5。
[0008] 本发明产生积极效果:解决太阳能电源低电压、大电流供电自激和它激双推逆变振荡高稳频相位同步功率合成,达到单个自激或它激双推逆变器难以得到的大功率高压钠灯照明,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。附图说明
[0009] 图1本发明技术方案原理框图
[0010] 图2基准晶振电路
[0011] 图3太阳能电源注锁功率合成高压钠灯电路
[0012] 图4太阳能电源电路

具体实施方式

[0013] 参照图1、2、3、4,本发明具体实施方式和实施例:包括太阳能电源1、高压钠灯10,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、灯管触发电路8、调频信号发生器9、灯管异常电流检测器11,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R1、电容C0、C1、C2组成,第一个反相器IC1输入与输出两端跨接偏置电阻R1,并分别并接接地电容C1、C2,同时,还跨接串联微调电容C0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IC4IR2156内含RC振荡器、推挽放大驱动电路、电流检测CS、灯故障控制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入推挽放大器5大功率MOS场效应管Q1、Q2栅极,Q1、Q2漏极并接变压器T1电感L1两端,振荡驱动芯片4电源端VCC经电阻R7降压电容C8旁路和电感L1中点经电感L3、电容C7旁路接太阳能电源+V,Q2源极串联电阻R6接地,经电阻R4、电容C6接振荡驱动芯片CS,推挽振荡器6由两个大功率MOS场效应管Q3、Q4漏极接变压器T3电感L4两端,Q3、Q4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Q5漏极及偏置电阻R8、R14,电感L7、电阻R10与变压器T3电感L5闭合,电感L4中点经电感L9和旁路电容C9接太阳能电源+V,调频信号发生器9输出锯齿波信号接场效应管Q5栅极调频抑制灯光闪烁,Q3、Q4源极经接地电阻R9压降取样电流连接电阻R11,电阻R11和灯管异常电流检测器11信号经电阻R12接场效应管Q5栅极,灯管异常电流检测器11信号经电阻R13接入振荡驱动芯片4灯故障控制SD,推挽放大器5输出功率变压器T1与推挽振荡器6输出功率变压器T3由相加耦合器7功率合成,升压经灯管触发电路8引燃高压钠灯10启辉,基准晶振2信号经分频器3注入振荡驱动芯片4的RC振荡器CT端锁定相位,由推挽放大器5变压器T1与推挽振荡器6变压器T3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,太阳能电源1接基准晶振2、分频器3、调频信号发生器9电源端。
[0014] IC4引脚符号功能:VCC电源端,CT接振荡定时电容C4,RT接振荡定时电阻R2,HO驱动Q1,LO驱动Q2,CS电流检测,SD灯故障保护控制,COM接地。
[0015] IC5、IC6引脚符号功能:VCC电源,TL低电平触发,TH高电平触发,VMR复位,Vc电压控制,DIS放电端,V0输出,GND接地。
[0016] 振荡驱动芯片IC4电源端VCC由电阻R7降压,电容C8滤波供给产生振荡,它激振荡驱动推挽放大器Q1、Q2,轮流导通、截止半周;推挽振荡器自激振荡Q3、Q4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,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。
[0017] 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IC3二进制或十进制计数器分频。
[0018] 注入锁相无需压控调谐、鉴相和环路滤波,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,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。
[0019] 相加耦合器T4电感L10将两个推挽输出功率变压器T1、T3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R17无功率损耗。
[0020] 推挽振荡器T2、T3双变压器振荡,输出变压器T3不饱和,功效高。谐振频率调L4,振荡反馈调电阻R10或电感L5,调整频率和反馈互不牵连。
[0021] 调频信号发生器,时基芯片IC5多谐振荡产生低频锯齿波信号,电容C19接场管Q6源极自举正反馈,电容C15充电时,电阻R22压降不变使充电速率不变,保障波形线性,频率调制自振荡芯片RC振荡器,线性锯齿波围绕基准晶振注锁中心频率周期变化,消除灯管电弧驻波声共振点,抑制闪烁稳定灯光。直流高压发生器与抑闪调频信号发生器由同一个时基芯片IC5555产生振荡升压、整流及滤波。
[0022] 灯管触发电路由直流高压经电阻R19;高频电压经电容C12、电阻R16对电容C13充电,当电压充至双向触发二极管VD2导通,电流经脉冲点火变压器T5电感L12,电感L13感生高压脉冲,触发高压钠灯管G气体导通启辉。灯管启辉后,VD2不再产生触发脉冲。
[0023] 灯异常电流磁环电感L16电压二极管VD1检波,电阻R15、电容C14滤波经电阻R12,电容C10使Q5导通,推挽振荡器功率管Q3、Q4截止;振荡驱动芯片IC4灯故障控制器SD控制停振,保护推挽放大器Q1、Q2。同时,灯异常电流电阻R6压降经电阻R4、电容C6使芯片IC4电流检测CS开启保护Q1、Q2;灯异常电流电阻R9压降经电阻R11、电容C10进而使Q5导通,双重保护Q3、Q4。
[0024] 太阳能电源欠压控制,蓄电池电压低于时基芯片IC6555低电平触发端TL取样1/3VCC时,时基芯片置位,继电器J吸合,触点J-1接通蓄电池充电,当蓄电池电压充足,过压控制电压高于高电平触发端HL取样2/3VCC,时基芯片复位,继电器释放触点J-1,切断太阳能电池对蓄电池过压充电。随着灯具DW照明消耗电能蓄电池电压降低到置位电压,太阳能电池恢复充电,使蓄电池电压保持在照明所需值,开关S控制灯具照明。
[0025] 阻塞二极管VD4单向导电防止蓄电池对太阳能电池反充电,二极管VD5当蓄电池反接导通短路,快速烧断熔丝F保护蓄电池。电容C20、C21去耦,电阻R30、电容C22、稳压二极管VD7供时基芯片电源。二极管VD6抑制继电器J吸合、释放产生的反向电压,防护IC6受损。
[0026] 实施例太阳能电源电压30V,双推电流2.6A,匹配70W高压钠灯管G,逆变效率89%,长期昼夜开灯照明,功率管温升在允许值范围内,灯光稳定。
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