专利名称：直流低压电源双桥振荡功率合成荧光灯的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子技术领域，具体是一种直流低压电源双桥振荡功率合成荧光 灯。
背景技术：
在汽车、火车和船只没交流市电可供或野外露营休闲供电不便的场合，采用蓄电池直流低压电源的荧光灯可产生较强的光照亮度，光电转换效率较高，光线柔和宜人，使用方便。然而，荧光灯是一种气体放电产生光亮，点火启动电压通常在500V以上才能激发管壁荧光粉涂层汞蒸，引燃后稳定工作电压为40V-110V，灯管电流至少在数百毫安。而且，要求振荡输出功率大，工作电压较低时电流就必须增大，因此，大电流振荡三极管功耗温升引起管子电压电流变化，同时大电流温升也使线圈磁性导磁率下降电感量减小，严重的发生磁饱和电感变得很小，进而影响灯管电压和电流改变，灯管发光亮度不稳定。甚至烧坏器件。随着灯负载功率要求更大时，驱动电流相应增大，逆变器功率器件功耗急剧增大，通常， 振荡三极管散热器不能做得过大，制约正常工作。
发明内容本实用新型的目的是提供直流低压电源供电，拖动大功率灯负载的一种直流低压电源双桥振荡功率合成荧光灯。本实用新型技术解决方案为由两个桥式振荡器、相加耦合器、灯管电路、过载检测保护电路及直流低压电源组成，两个桥式振荡器分为桥式振荡器5a和桥式振荡器5b，分别由铁氧体磁性变压器Tl、T2初级电感并联电容为谐振回路，谐振回路两端分别并接两个 PNP大功率振荡管集电极和两个NPN大功率振荡管集电极，两个PNP大功率振荡管发射极接直流低压电源正极，两个NPN大功率振荡管发射极接地，互补串馈供电，四个大功率振荡管集电极与发射极之间并联快速恢复二极管，谐振回路两端还并联交叉耦合到对管基极电阻静态偏置和电容正反馈构成桥式振荡器，两个NPN大功率振荡管基极并接控制信号接口管集电极，接口管基极、集电极接电压负反馈偏置电阻，发射极接地，桥式振荡器5a与桥式振荡器5b输出功率分别由铁氧体磁性变压器Tl和T2次级电感反相接入相加耦合器次级电感功率合成，相加耦合器次级电感升压接入灯管电路，过载检测保护电路由灯负载电流经磁环电感感生电压二极管峰值检波，检测电压接入接口管控制振荡管；其中，灯管电路接相加耦合器次级电感，在电感两端并接串联的阻容RC元件，然后接灯管串联谐振电路电感、电容至灯管灯丝的一端，灯丝另一端并接预热启动电容和串联相接的热敏电阻及双向触发二极管。本实用新型产生有益的积极效果是直流低压电源供电双桥振荡功率合成，获取大功率灯负载高光效，阻容交叉耦合双桥振荡功率合成不仅高效，振荡电路互补串馈供电， 电源电压高电流小，显著降低功耗增大输出功率。集电极电流相位相反三阶和高阶奇次谐波为零，偶次谐波相互抵消，输出为纯正弦波，广泛用于没交流电源或供电不便的场合照明。
图1 本实用新型技术方案原理方框图图2桥式振荡器电路图3双桥振荡器功率合成及过载检测保护电路图4灯管电路具体实施方法参照图1、2、3(图2以桥式振荡器5a电路为例，桥式振荡器5b电路相同)，本实用新型具体实施方法和实施例由两个桥式振荡器5、相加耦合器4、灯管电路3、过载检测保护电路2及直流低压电源组成，两个桥式振荡器5分为桥式振荡器5a和桥式振荡器5b，分别由铁氧体磁性变压器Tl、T2初级电感Ll并联电容CO为谐振回路，谐振回路两端分别并接两个PNP大功率振荡管Ql、Q2集电极和两个NPN大功率振荡管Q3、Q4集电极，两个PNP 大功率振荡管Q1、Q2发射极接直流低压电源1正极，两个NPN大功率振荡管Q3、Q4发射极接地，互补串馈供电，四个大功率振荡管Q1、Q2和Q3、Q4集电极与发射极之间并联快速恢复二极管VD1、VD2和VD3、VD4，谐振回路两端还并联交叉耦合到对管基极电阻Rl、R2和R3、 R4静态偏置和电容Cl、C2和C3、C4正反馈构成桥式振荡器，两个NPN大功率振荡管Q3、Q4 基极并接控制信号接口管Q5、Q6集电极，接口管Q5、Q6基极、集电极接电压负反馈偏置电阻 R5、R6，发射极接地，桥式振荡器5a与桥式振荡器5b输出功率分别由铁氧体磁性变压器Tl 和T2次级电感L2反相接入相加耦合器4初级电感功率合成，相加耦合器4次级电感升压接入灯管电路3，过载检测保护电路2由灯负载电流经磁环电感L3感生电压二极管VD5峰值检波，检测电压经电容C6滤波、限流电阻R7、R8接入接口管Q5、Q6控制振荡管Q3、Q4及 Q1、Q2，当灯负载短路或灯管接触不良产生大电流，检测电压使Q3、Q4饱和导通，振荡管Q3、 Q4及Ql、Q2截止停振，即时起保护作用。快速恢复二极管VD1、VD2和VD3、VD4保护振荡管免受高反压击穿。桥式振荡器PNP、NPN三极管两个互补对称阻容交叉耦合推挽振荡相互耦合而成， 阻容交叉耦合推挽振荡实际是输出输入直接相连的两级LC选频放大器，大功率振荡管Q1、 Q2和Q3、Q4导通角为90度交替工作，输出电流为半余弦波脉冲，振荡十分强烈，经谐振回路衰减谐波，集电极电流相位相反三阶和高阶奇次谐波为零，偶次谐波相互抵消，使灯负载输出为纯正弦波，不仅高效，互补串馈供电，电源电压高，电流小，显著降低功耗增大输出功率。图3，通用大功率三极管构成桥振荡，输出功率匹配60W左右的灯管，当要求更大功率输出匹配例如120W灯负载时，仅几只器件直接并联运用不能令人满意，双桥振荡功率合成叠加输出功率效果显著，通过相加耦合器4将双桥振荡输出功率相互反相激励，两个输出电流变换加倍总和送到灯负载，当两个电流相等时平衡电阻Rll无功率损耗。图4，灯管电路是两支灯管并接，在相加耦合器4功率合成输出高压并接阻容元件 RU Cl吸收反峰脉冲，抑制噪声辐射平滑灯光亮度。灯管串联谐振电路Li、C2与L2、C4接至灯管G1、G2，谐振频率接近双桥振荡频率灯管光效最高，灯管并接启动电容C3、C5和热敏电阻RT1、RT2串联双向触发二极管VD1、VD2，启辉时灯管电压很高双向触发二极管导通，电流经热敏电阻对灯丝通电预热，灯启辉后灯管电压降低双向触发管截止，使其无耗预热。 本实施例直流低压电源电压60V，双桥振荡器频率76KHZ，输出匹配两支功率56W 荧光灯管，逆变效率85%，振 荡管散热器温度限制在低于40°C。
权利要求1.一种直流低压电源双桥振荡功率合成荧光灯，其特征在于由两个桥式振荡器、相加耦合器、灯管电路、过载检测保护电路及直流低压电源组成，两个桥式振荡器分为桥式振荡器(5a)和桥式振荡器(5b)，分别由铁氧体磁性变压器(Tl)、(T2)初级电感并联电容为谐振回路，谐振回路两端分别并接两个PNP大功率振荡管集电极和两个NPN大功率振荡管集电极，两个PNP大功率振荡管发射极接直流低压电源正极，两个NPN大功率振荡管发射极接地，互补串馈供电，四个大功率振荡管集电极与发射极之间并联快速恢复二极管，谐振回路两端还并联交叉耦合到对管基极电阻静态偏置和电容正反馈构成桥式振荡器，两个NPN大功率振荡管基极并接控制信号接口管集电极，接口管基极、集电极接电压负反馈偏置电阻， 发射极接地，桥式振荡器(5a)与桥式振荡器(5b)输出功率分别由铁氧体磁性变压器(Tl) 和(T2)次级电感反相接入相加耦合器初级电感功率合成，相加耦合器次级电感升压接入灯管电路，过载检测保护电路由灯负载电流经磁环电感感生电压二极管峰值检波，检测电压接入接口管控制振荡管。
2.根据权利要求1所述的直流低压电源双桥振荡功率合成荧光灯，其特征在于灯管电路接相加耦合器次级电感，在电感两端并接串联的阻容RC元件，然后接灯管串联谐振电路电感、电容至灯管灯丝的一端，灯丝另一端并接预热启动电容和串联相接的热敏电阻及双向触发二极管。
专利摘要本实用新型涉及电子技术领域，是一种直流低压电源双桥振荡功率合成荧光灯。由两个桥式注锁振荡器、相加耦合器、灯管电路、过载检测保护电路及直流低压电源组成，双桥注锁振荡器功率合成接入灯管电路产生高光效，当灯管接触不良或灯管短路过载检测保护电路即时保护。本实用新型电路独特、高效，广泛用于汽车、火车、船只无交流市电或供电不便的场合大功率荧光灯照明。
文档编号H02M3/338GK202068640SQ20112010135
公开日2011年12月7日 申请日期2011年4月3日 优先权日2011年4月3日
发明者张根清, 阮树成 申请人:张根清