專利名稱：直流低壓電源四橋振蕩金鹵燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種直流低壓電源四橋振蕩金鹵燈。
背景技術(shù)：
汽車、火車、船只直流低電壓電源供電的金鹵燈HID，光電轉(zhuǎn)換效率高，可產(chǎn)生強(qiáng)光照明，適于車船內(nèi)外照明，如汽車前燈照明。金鹵燈是一種高強(qiáng)度氣體放電發(fā)光，工作電壓在數(shù)百伏，點(diǎn)火啟動(dòng)電壓通常在3KV以上才能引燃。直流低電壓電源供電金鹵燈電子核心是一個(gè)DC-AC逆變器。燈負(fù)載功率在25W左右時(shí)，采用大功率三極管或MOS場效應(yīng)管推挽振蕩方式工作，獲取較好的效果。但是，金鹵燈功率都較大，驅(qū)動(dòng)電流相應(yīng)大，這時(shí)逆變器功率器件功耗急劇增大，由于車船內(nèi)部空間所限散熱器體積不能做大發(fā)熱升溫很高會(huì)燒壞元器件，不能正常工作。此外，金鹵燈高頻電源供電極易產(chǎn)生“聲共振”燈光閃爍，燈管內(nèi)壓力波脈沖從管壁反射與高頻電流諧波相位相同時(shí)形成駐波，導(dǎo)致放電電弧不穩(wěn)定燈光抖動(dòng)， 使人眼產(chǎn)生暈眩。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供直流低壓電源供電，拖動(dòng)大功率燈負(fù)載的一種直流低壓電源四橋振蕩金鹵燈。本實(shí)用新型技術(shù)解決方案為由調(diào)頻信號(hào)發(fā)生器、四個(gè)全橋振蕩器、三個(gè)相加耦合器、燈管電路、過載檢測保護(hù)電路及直流低壓電源組成，三個(gè)相加耦合器分為第一相加耦合器、第二相加耦合器和第三相加耦合器，四個(gè)全橋振蕩器分為全橋振蕩器5a、全橋振蕩器 5b、全橋振蕩器5c和全橋振蕩器5d，分別由鐵氧體磁性變壓器T1、T2和Τ3、Τ4初級(jí)電感并聯(lián)電容為諧振回路，諧振回路兩端分別并接兩個(gè)PNP大功率振蕩管集電極和兩個(gè)NPN大功率振蕩管集電極，兩個(gè)PNP大功率振蕩管發(fā)射極接直流低壓電源正極，兩個(gè)NPN大功率振蕩管發(fā)射極接地，四個(gè)大功率振蕩管集電極與發(fā)射極之間并聯(lián)快速恢復(fù)二極管，諧振回路兩端還并聯(lián)交叉耦合對(duì)管到基極電阻靜態(tài)偏置和電容正反饋構(gòu)成全橋振蕩器，兩個(gè)NPN大功率振蕩管基極并接控制信號(hào)接口管集電極，接口管基極、集電極接電壓負(fù)反饋偏置電阻，發(fā)射極接地，調(diào)頻信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)經(jīng)耦合電容、電阻接入橋式振蕩器5a接口管，由振蕩管極間電容調(diào)制振蕩頻率抑制燈光閃爍，全橋振蕩器5a和全橋振蕩器5b輸出功率分別由鐵氧體磁性變壓器Tl、T2次級(jí)電感反相接入第一相加耦合器初級(jí)電感一階功率合成，全橋振蕩器5c和全橋振蕩器5d輸出功率分別由鐵氧體磁性變壓器T3、T4次級(jí)電感反相接入第二相加耦合器初級(jí)電感一階功率合成，第一相加耦合器和第二相加耦合器次級(jí)電感反相接入第三相加耦合器初級(jí)電感二階功率合成，第三相加耦合器次級(jí)電感升壓接入燈管電路， 過載檢測保護(hù)電路由燈負(fù)載電流經(jīng)磁環(huán)電感感生電壓二極管檢波，檢測電壓接入接口管控制振蕩管，調(diào)頻信號(hào)發(fā)生器電源端接入直流低壓電源；其中，調(diào)頻信號(hào)發(fā)生器由集成電路與電阻、電容構(gòu)成低頻振蕩器，輸出信號(hào)經(jīng)達(dá)林頓三極管射極跟隨接入橋式振蕩器5a調(diào)頻信號(hào)接口管，由振蕩管極間電容調(diào)制振蕩頻率抑制燈光閃爍；燈管電路由第三相 加耦合器次級(jí)電感一端接地，另一端經(jīng)電容接入脈沖點(diǎn)火線圈初級(jí)和次級(jí)的連接點(diǎn)，該接點(diǎn)另經(jīng)電容串聯(lián)接地電阻，并在電容電阻串聯(lián)的接點(diǎn)上與雙向觸發(fā)二極管相接，雙向觸發(fā)二極管串聯(lián)脈沖點(diǎn)火初級(jí)線圈，脈沖點(diǎn)火次級(jí)線圈與接地的燈
管相接。本實(shí)用新型產(chǎn)生有益的積極效果是直流低壓電源供電四橋振蕩二階功率合成， 調(diào)頻抑制燈光閃爍，獲取功率燈負(fù)載高光效，振蕩電路互補(bǔ)串饋供電，電源電壓高電流小， 降低功耗增大輸出功率。阻容交叉耦合四橋振蕩功率合成不僅高效，集電極電流相位相反三階和高階奇次諧波為零，偶次諧波相互抵消，輸出為純正弦波，廣泛用于沒交流電源或供電不便的場合照明。

圖1本實(shí)用新型技術(shù)方案原理方框圖圖2全橋振蕩器電路圖3四橋振蕩功率合成及過載檢測保護(hù)電路圖4調(diào)頻信號(hào)發(fā)生器電路圖5燈管電路具體實(shí)施方法參照?qǐng)D1、2及圖3(圖2以全橋振蕩器5a電路為例，其余全橋振蕩器電路均相同)， 本實(shí)用新型具體實(shí)施方法和實(shí)施例由調(diào)頻信號(hào)發(fā)生器4、四個(gè)全橋振蕩器5、三個(gè)相加耦合器6、燈管電路3、過載檢測保護(hù)電路2及直流低壓電源1組成，三個(gè)相加耦合器6分為第一相加耦合器6a、第二相加耦合器6b和第三相加耦合器6c，四個(gè)全橋振蕩器5分為全橋振蕩器5a、全橋振蕩器5b、全橋振蕩器5c和全橋振蕩器5d，分別由鐵氧體磁性變壓器Tl、T2 和T3、T4初級(jí)電感Ll并聯(lián)電容C6為諧振回路，諧振回路兩端分別并接兩個(gè)PNP大功率振蕩管Ql、Q2集電極和兩個(gè)NPN大功率振蕩管Q3、Q4集電極，兩個(gè)PNP大功率振蕩管Ql、Q2 發(fā)射極接直流低壓電源1正極，兩個(gè)NPN大功率振蕩管Q3、Q4發(fā)射極接地，兩種極性振蕩管互補(bǔ)串饋供電，四個(gè)大功率振蕩管Ql、Q2和Q3、Q4集電極與發(fā)射極之間并聯(lián)快速恢復(fù)二極管VD1、VD2和VD3、VD4，諧振回路兩端還并聯(lián)交叉耦合到對(duì)管到基極電阻Rl、R2和R3、R4 靜態(tài)偏置和電容Cl、C2和C3、C4正反饋構(gòu)成全橋振蕩器，Q3、Q4基極并接控制信號(hào)接口管 Q5、Q6集電極，接口管Q5、Q6基極、集電極接電壓負(fù)反饋偏置電阻R5、R6，發(fā)射極接地，調(diào)頻信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)經(jīng)耦合電容C5、電阻R7、R8接入橋式振蕩器5a接口管，由振蕩管極間電容調(diào)制振蕩頻率抑制閃爍，全橋振蕩器5a和全橋振蕩器5b輸出功率分別由鐵氧體磁性變壓器Tl、T2次級(jí)電感L2反相接入第一相加耦合器6a初級(jí)電感一階功率合成，全橋振蕩器5c和全橋振蕩器5d輸出功率分別由鐵氧體磁性變壓器T3、T4次級(jí)電感L2反相接入第二相加耦合器6b初級(jí)電感一階功率合成，第一相加耦合器6a和第二相加耦合器6b次級(jí)電感反相接入第三相加耦合器6c初級(jí)電感二階功率合成，第三相加耦合器6c次級(jí)電感升壓接入燈管電路3，調(diào)頻信號(hào)發(fā)生器4電源端接入直流低壓電源1。過載檢測保護(hù)電路2由燈負(fù)載電流經(jīng)磁環(huán)電感L3感生電壓二極管VD5檢波，檢測電壓經(jīng)電容C7電阻Rll濾波，電阻R9、R10限流接入接口管Q5、Q6控制振蕩管Q3、Q4及Q1、Q2。當(dāng)燈管接觸不良或燈負(fù)載短路產(chǎn)生大電流，過載檢測電壓使Q5、Q6飽和導(dǎo)通，振蕩管Q3、Q4及Q1、Q2截止停振，起保護(hù)作用?？焖倩謴?fù)二極管VD1、VD2和VD1、VD2保護(hù)振蕩
管免受高反壓擊穿。全橋振蕩器 由PNP、NPN三極管兩個(gè)互補(bǔ)對(duì)稱阻容交叉耦合推挽振蕩相互耦合而成，大功率振蕩管Q1、Q2和Q3、Q4導(dǎo)通角為90度交替工作，輸出電流為半余弦波脈沖，經(jīng)諧振回路衰減諧波，集電極電流相位相反三階和高階奇次諧波為零，偶次諧波相互抵消，使燈負(fù)載輸出為純正弦波。不僅高效，振蕩電路互補(bǔ)串饋供電，電源電壓高電流小，降低功耗增大輸出功率。通用大功率三極管構(gòu)成橋振蕩要求更大輸出功率，例如匹配250W燈負(fù)載時(shí)，僅幾只器件直接并聯(lián)運(yùn)用不能令人滿意，采用四個(gè)橋振蕩功率合成效果明顯，輸出功率疊加能滿足技術(shù)要求，通過兩個(gè)相加耦合器分別將四橋振蕩輸出功率相互反相激勵(lì)功率合成，又將兩個(gè)相加耦合器輸出電流變換加倍總和送到第三個(gè)相加耦合器功率合成，升壓引燃大功率燈管發(fā)光。三個(gè)平衡電阻R12、R13和R14在功率合成的兩個(gè)電流相等時(shí)無功率損耗。圖4，調(diào)頻信號(hào)發(fā)生器集成電路ICl采用LM567，經(jīng)電阻R15對(duì)電容C9充電產(chǎn)生 160HZ低頻方波，由電阻R16、R17和電容ClO積分為三角波經(jīng)達(dá)林頓三極管Q7射極阻抗變換，在電阻R18輸出接入全橋振蕩器5a調(diào)頻信號(hào)接口管Q5、Q6，經(jīng)振蕩管Q3、Q4極間電容調(diào)制振蕩頻率，低頻信號(hào)圍繞四橋振蕩中心頻率不斷變化，燈電弧無法形成駐波共振點(diǎn)，從而避免金鹵燈“聲共振”燈光閃爍。圖中，電容C8對(duì)地旁路。圖5，燈管電路3在啟動(dòng)開燈瞬間第三相加耦合器6c功率合成高壓經(jīng)電容Cll對(duì) C12、電阻R19、R20充電使雙向觸發(fā)二極管VD6導(dǎo)通，電流經(jīng)過脈沖點(diǎn)火線圈初級(jí)L4，感應(yīng)次級(jí)線圈L5升壓產(chǎn)生高壓脈沖，點(diǎn)火觸發(fā)金鹵燈管G氣體擊穿導(dǎo)通，引燃金鹵燈管啟動(dòng)發(fā)光。本實(shí)施例直流低壓電源電壓60V，四橋振蕩頻率51KHZ，低頻信號(hào)165HZ頻偏 2. IKHZ調(diào)頻抑制燈光抖動(dòng)，輸出匹配功率250W金鹵燈，逆變效率達(dá)83%，振蕩管散熱器溫升低于40°C。
權(quán)利要求1.一種直流低壓電源四橋振蕩金鹵燈，其特征在于調(diào)頻信號(hào)發(fā)生器、四個(gè)全橋振蕩器、三個(gè)相加耦合器、燈管電路、過載檢測保護(hù)電路及直流低壓電源組成，三個(gè)相加耦合器分為第一相加耦合器、第二相加耦合器和第三相加耦合器，四個(gè)全橋振蕩器分為全橋振蕩器(5a)、全橋振蕩器(5b)、全橋振蕩器(5c)和全橋振蕩器(5d)，分別由鐵氧體磁性變壓器 (Tl)、(T2)和(T3)、(T4)初級(jí)電感并聯(lián)電容為諧振回路，諧振回路兩端分別并接兩個(gè)PNP 大功率振蕩管集電極和兩個(gè)NPN大功率振蕩管集電極，兩個(gè)PNP大功率振蕩管發(fā)射極接直流低壓電源正極，兩個(gè)NPN大功率振蕩管發(fā)射極接地，四個(gè)大功率振蕩管集電極與發(fā)射極之間并聯(lián)快速恢復(fù)二極管，諧振回路兩端還并聯(lián)交叉耦合對(duì)管到基極電阻靜態(tài)偏置和電容正反饋構(gòu)成全橋振蕩器，兩個(gè)NPN大功率振蕩管基極并接控制信號(hào)接口管集電極，接口管基極、集電極接電壓負(fù)反饋偏置電阻，發(fā)射極接地，調(diào)頻信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)經(jīng)耦合電容、 電阻接入橋式振蕩器(5a)接口管，由振蕩管極間電容調(diào)制振蕩頻率抑制燈光閃爍，全橋振蕩器(5a)和全橋振蕩器(5b)輸出功率分別由鐵氧體磁性變壓器(T1)、(T2)次級(jí)電感反相接入第一相加耦合器初級(jí)電感一階功率合成，全橋振蕩器(5c)和全橋振蕩器(5d)輸出功率分別由鐵氧體磁性變壓器(T3)、(T4)次級(jí)電感反相接入第二相加耦合器初級(jí)電感一階功率合成，第一相加耦合器和第二相加耦合器次級(jí)電感反相接入第三相加耦合器初級(jí)電感二階功率合成，第三相加耦合器次級(jí)電感升壓接入燈管電路，過載檢測保護(hù)電路由燈負(fù)載電流經(jīng)磁環(huán)電感感生電壓二極管檢波，檢測電壓接入接口管控制振蕩管，調(diào)頻信號(hào)發(fā)生器電源端接入直流低壓電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流低壓電源四橋振蕩金鹵燈，其特征在于調(diào)頻信號(hào)發(fā)生器由集成電路與電阻、電容構(gòu)成低頻振蕩器，輸出信號(hào)經(jīng)達(dá)林頓三極管射極跟隨接入橋式振蕩器(5a)調(diào)頻信號(hào)接口管，由振蕩管極間電容調(diào)制振蕩頻率抑制燈光閃爍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流低壓電源四橋振蕩金鹵燈，其特征在于燈管電路由第三相加耦合器次級(jí)電感一端接地，另一端經(jīng)電容接入脈沖點(diǎn)火線圈初級(jí)和次級(jí)的連接點(diǎn)， 該接點(diǎn)另經(jīng)電容串聯(lián)接地電阻，并在電容電阻串聯(lián)的接點(diǎn)上與雙向觸發(fā)二極管相接，雙向觸發(fā)二極管串聯(lián)脈沖點(diǎn)火初級(jí)線圈，脈沖點(diǎn)火次級(jí)線圈與接地的燈管相接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，是一種直流低壓電源四橋振蕩金鹵燈。由調(diào)頻信號(hào)發(fā)生器、四個(gè)橋式振蕩器，三個(gè)相加耦合器、燈管電路、過載檢測保護(hù)電路及直流低壓電源組成，四橋振蕩器功率合成調(diào)頻抑制“聲共振”燈光閃爍，輸出功率接入燈管電路產(chǎn)生高光效，本實(shí)用新型電路獨(dú)特、高效，廣泛用于汽車、火車、船只無交流市電或供電不便的場合大功率金鹵燈照明。
文檔編號(hào)H02M7/538GK202068647SQ201120110449
公開日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2011年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月3日
發(fā)明者梅玉剛, 阮樹成 申請(qǐng)人:梅玉剛