本发明涉及电光源照明技术领域，具体是一种太阳能电源四推挽注锁功率合成低压钠灯组。自振荡芯片A推挽逆变器A′输出功率与自振荡芯片B推挽逆变器B′输出功率馈入相加耦合器TB1，自振荡芯片C推挽逆变器C′输出功率与自振荡芯片D推挽逆变器D′输出功率馈入相加耦合器TB2，相加耦合器TB1与相加耦合器TB2馈入相加耦合器TB3功率合成、升压接灯管电路引燃低压钠灯管组，基准信号分别注入四个自振荡芯片CT端锁定相位，灯管异常电流检测器信号接入四个自振荡芯片SD端，快速停振关断推挽逆变功率MOS管，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。本发明适用于大功率低压钠灯组照明场合。
1.一种太阳能电源四推挽注锁功率合成低压钠灯组，包括低压钠灯管组，其特征在于：
还包括太阳能电源、基准晶振、分频器、四个型号为IR2156的自振荡芯片A、自振荡芯片B、自振荡芯片C、自振荡芯片D、推挽逆变器A′、推挽逆变器B′、推挽逆变器C′、推挽逆变器D′、相加耦合器TB1、相加耦合器TB2、相加耦合器TB3、灯管电路、灯管异常电流检测器，其中，基准晶振由石英晶体谐振器、六个反相器及电阻、电容组成，一个反相器输入与输出两端跨接偏置电阻，并分别接接地电容，同时，跨接串联微调电容的石英晶体谐振器，另一个反相器整形缓冲输出基准晶振信号，经分频器并接四个反相器，自振荡芯片内含振荡器、推挽逆变驱动电路、灯故障关闭控制器SD，自振荡芯片的输出分别经推挽逆变驱动电路连接均由两个大功率MOS场效应管构成推挽逆变器A′、推挽逆变器B′、推挽逆变器C′、推挽逆变器D′，自振荡芯片A推挽逆变器A′输出功率变压器T1与自振荡芯片B推挽逆变器B′输出功率变压器T2馈入相加耦合器TB1，自振荡芯片C推挽逆变器C′输出功率变压器T3与自振荡芯片D推挽逆变器D′输出功率变压器T4馈入相加耦合器TB2，相加耦合器TB1与相加耦合器TB2馈入相加耦合器TB3功率合成，升压接灯管电路引燃低压钠灯管组启辉，基准晶振信号经分频器并联的四个反相器输出分别注入四个自振荡芯片CT端锁定相位，灯管异常电流检测器信号接入四个自振荡芯片SD端，快速停振关断推挽逆变器功率MOS场效应管，太阳能电源低压接入基准晶振、分频器电源端，太阳能电源高压接入四个自振荡芯片、四个推挽逆变器的电源端，其中，太阳能电源由光伏电池板E1、阻塞二极管VD1、防反接二极管VD2、继电器J和蓄电池E2、电阻R14、开关S、时基芯片IC4以及过压取样电路、欠压取样电路组成，光伏电池板E1正端串联阻塞二极管VD1、继电器触点J-1的一端，继电器触点J-1的另一端连接蓄电池E2正端、过压取样电阻R10、欠压取样电阻R12、时基芯片IC4、稳压电源滤波电阻R14及接有开关S的低压钠灯组DW，过压控制取样电阻R10、可调电阻RP1、电阻R11依次串联后并于蓄电池E2与快速熔丝F串联电路的两端，可调电阻RP1接入时基芯片IC4高电平触发端TH，欠压控制取样电阻R12、可调电阻RP2、电阻R13依次串联后并联于蓄电池E2与快速熔丝F串联电路的两端，可调电阻RP2接入时基芯片IC4低电平触发端TL，时基芯片IC4输出接继电器J，蓄电池E2的负端串入快速熔丝F后接地，蓄电池E2与快速熔丝F串联电路的两端并联防反接二极管VD2。
2.根据权利要求1所述的太阳能电源四推挽注锁功率合成低压钠灯组，其特征在于：
灯管电路由相加耦合器T3电感L6、低压钠灯管G1～n、谐振电感LU1～n、谐振电容CU1～n、电容CY1～n、灯电流检测互感磁环、二极管VD5，电容C11、电阻R18、电阻R8、R9组成，低压钠灯管G1～n一端分别串联谐振电感LU1～n及谐振电容CU1～n，连接相加耦合器TB3电感TB3L2的一端，低压钠灯管G1～n两端并联电容CY1～n，低压钠灯管G1～n的另一端相连接后穿过灯电流检测互感磁环接地，电感LS1一端接二极管VD5阳极，电感LS1另一端接地，电阻R18及电容C11并联于二极管VD5的阴极与地之间，二极管VD5阴极还经电阻R8、R9分压接入三极管Q3的栅极，以触发自振荡芯片灯故障关闭控制端SD，快速停振关断推挽逆变器功率MOS场效应管。
太阳能电源四推挽注锁功率合成低压钠灯组
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四推挽注锁功率合成低压钠灯组。
背景技术
[0002] 现有技术通常用LC或RC振荡器作为低压钠灯电光源，产生的振荡频率受温度变化稳定性差影响功率不够稳定，导致光强下降，虽然结构简单，成本低。但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。
发明内容
[0003] 本发明的目的是提供太阳能电源供电，逆变振荡高稳频相位同步大功率照明的一种太阳能电源四推挽注锁功率合成低压钠灯组。
[0004] 本发明技术解决方案为：包括太阳能电源、低压钠灯管组、基准晶振、分频器、四个型号为IR2156的自振荡芯片A、自振荡芯片B、自振荡芯片C、自振荡芯片D、推挽逆变器A′、推挽逆变器B′、推挽逆变器C′、推挽逆变器D′、相加耦合器TB1、相加耦合器TB2、相加耦合器TB3、灯管电路、灯管异常电流检测器，其中，基准晶振由石英晶体谐振器、六个反相器及电阻、电容组成，一个反相器输入与输出两端跨接偏置电阻，并分别接接地电容，同时，跨接串联微调电容的石英晶体谐振器，另一个反相器整形缓冲输出基准晶振信号，经分频器并接四个反相器，自振荡芯片内含振荡器、推挽逆变驱动电路、灯故障关闭控制器SD，自振荡芯片的输出分别经推挽逆变驱动电路连接均由两个大功率MOS场效应管构成推挽逆变器A′、推挽逆变器B′、推挽逆变器C′、推挽逆变器D′，自振荡芯片A推挽逆变器A′输出功率变压器T1与自振荡芯片B推挽逆变器B′输出功率变压器T2馈入相加耦合器TB1，自振荡芯片C推挽逆变器C′输出功率变压器T3与自振荡芯片D推挽逆变器D′输出功率变压器T4馈入相加耦合器TB2，相加耦合器TB1与相加耦合器TB2馈入相加耦合器TB3功率合成，升压接灯管电路引燃低压钠灯管组启辉，基准晶振信号经分频器并联的四个反相器输出分别注入四个自振荡芯片CT端锁定相位，灯管异常电流检测器信号接入四个自振荡芯片SD端，快速停振关断推挽逆变器功率MOS场效应管，太阳能电源低压接入基准晶振、分频器电源端，太阳能电源高压接入四个自振荡芯片、四个推挽逆变器的电源端，其中，太阳能电源由光伏电池板E1、阻塞二极管VD1、防反接二极管VD2、继电器J和蓄电池E2、电阻R14、开关S、时基芯片IC4以及过压取样电路、欠压取样电路组成，光伏电池板E1正端串联阻塞二极管VD1、继电器触点J-1的一端，继电器触点J-1的另一端连接蓄电池E2正端、过压取样电阻R10、欠压取样电阻R12、时基芯片IC4、稳压 电源滤波电阻R14及接有开关S的低压钠灯组DW，过压控制取样电阻R10、可调电阻RP1、电阻R11依次串联后并于蓄电池E2与快速熔丝F串联电路的两端，可调电阻RP1接入时基芯片IC4高电平触发端TH，欠压控制取样电阻R12、可调电阻RP2、电阻R13依次串联后并联于蓄电池E2与快速熔丝F串联电路的两端，可调电阻RP2接入时基芯片IC4低电平触发端TL，时基芯片IC4输出接继电器J，蓄电池E2的负端串入快速熔丝F后接地，蓄电池E2与快速熔丝F串联电路的两端并联防反接二极管VD2。
[0005] 而灯管电路由相加耦合器T3电感L6、低压钠灯管G1～n、谐振电感LU1～n、谐振电容CU1～n、电容CY1～n、灯电流检测互感磁环、二极管VD5，电容C11、电阻R18、电阻R8、R9组成，低压钠灯管G1～n一端分别串联谐振电感LU1～n及谐振电容CU1～n，连接相加耦合器TB3电感TB3L2的一端，低压钠灯管G1～n两端并联电容CY1～n，低压钠灯管G1～n的另一端相连接后穿过灯电流检测互感磁环接地，电感LS1一端接二极管VD5阳极，电感LS1另一端接地，电阻R18及电容C11并联于二极管VD5的阴极与地之间，二极管VD5阴极还经电阻R8、R9分压接入三极管Q3的栅极，以触发自振荡芯片灯故障关闭控制端SD，快速停振关断推挽逆变器功率MOS场效应管。、
[0006] 本发明产生积极效果：解决四推挽逆变振荡高稳频相位同步功率合成，达到单个自振荡芯片推挽逆变难以得到的大功率低压钠灯组照明，避免器件温升高振荡频率变化功率失衡，提高灯具照明质量，稳定灯光延长使用寿命。
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推挽自振荡逆变电路
[0010] 图4太阳能电源控制电路
[0011] 图5太阳能电源四推挽注锁功率合成低压钠灯组电路
具体实施方式
[0012] 参照图1、2、3、4、5(图3以自振荡芯片A推挽逆变器A′电路为例，其余电路相同)，本发明具体实施方式和实施例：包括太阳能电源13、低压钠灯9、基准晶振11、分频器12、四个型号为IR2156的自振荡芯片A1、自振荡芯片B2、自振荡芯片C3、自振荡芯片D4、推挽逆变器A′、推挽逆变器B′、推挽逆变器C′、推挽逆变器D′、相加耦合器TB1 5、相加耦合器TB2 6、相加耦合器TB3 7、灯管电路8、灯管异常电流检测器10，其中，基准晶振11由石英晶体谐振器JT、六个反相器及电阻、电容组成，一个反相器IC1-1输入与输出两端跨接偏置电阻R1，并分别接接地电容C1、C2，同时，跨接串联微调电容C0的石英晶体谐振器JT，另一个反相器IC1-2整形缓冲输出基准晶振11信号，经分频器12分频÷N并接四个反相器IC1-3、IC1-4、IC1-5、IC1-6，自振荡芯片IC3IR2156内含振荡器、推挽逆变驱动电路、灯故障关闭控制器SD，自振荡芯片的输出分别经推挽逆变驱动电路连接均由两个大功率MOS场效应管Q1、Q2构成推挽逆变器A′、推挽逆变器B′、推挽逆变器C′、推挽逆变器D′，自振荡芯片 A1推挽逆变器A′输出功率变压器T1与自振荡芯片B2推挽逆变器B′输出功率变压器T2馈入相加耦合器TB1 5，自振荡芯片C3推挽逆变器C′输出功率变压器T3与自振荡芯片D4推挽逆变器D′输出功率变压器T4馈入相加耦合器TB26，相加耦合器TB1 5与相加耦合器TB2 6馈入相加耦合器TB3 7功率合成、升压接灯管电路8引燃低压钠灯组9发光，基准晶振11信号经分频器12并联的四个反相器IC1-3、IC1-4、IC1-5、IC1-6输出f0-1、f0-2、f0-3、f0-4分别注入四个自振荡芯片A1、B2、C3、D4的CT端锁定相位，灯管异常电流检测器10信号接入四个自振荡芯片A1、B2、C3、D4的SD端，快速停振关断推挽逆变器功率MOS场效应管，太阳能电源13低压接入基准晶振11、分频器12电源端，太阳能电源13高压接入四个自振荡芯片A1、B2、C3、D4和四个推挽逆变器A′、B′、C′、D′的电源端，其中，太阳能电源13由光伏电池板E1、阻塞二极管VD1、防反接二极管VD2、继电器J和蓄电池E2、电阻R14、开关S、时基芯片IC4以及过压取样电路、欠压取样电路组成，光伏电池板E1正端串联阻塞二极管VD1、继电器触点J-1的一端，继电器触点J－1的另一端连接蓄电池E2正端、过压取样电阻R10、欠压取样电阻R12、时基芯片IC4、稳压电源滤波电阻R14及接有开关S的低压钠灯组DW，过压控制取样电阻R10、可调电阻RP1、电阻R11依次串联后并于蓄电池E2与快速熔丝F串联电路的两端，可调电阻RP1接入时基芯片IC4高电平触发端TH，欠压控制取样电阻R12、可调电阻RP2、电阻R13依次串联后并联于蓄电池E2与快速熔丝F串联电路的两端，可调电阻RP2接入时基芯片IC4低电平触发端TL，时基芯片IC4输出接继电器J，蓄电池E2的负端串入快速熔丝F后接地，蓄电池E2与快速熔丝F串联电路的两端并联防反接二极管VD2。
[0013] IC3引脚符号功能：VCC电源端，CT接振荡器定时电容C4，RT接振荡器定时电阻R2，HO驱动Q1，LO驱动Q2，CS电流检测，SD灯故障关断保护控制，COM接地。
[0014] IC4引脚符号功能：VCC电源端，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输出端，GND接地。
[0015] IC3由电阻R7降压，电容C7滤波供给自振荡芯片电源端VCC产生振荡，经HO、LO驱动推挽逆变器，大功率MOS管Q1、Q2轮流导通、截止半周，变压器T1中点经电流源电感LF1电容C6退耦滤波接太阳能电源+V。由变压器T1输出功率经二阶相加耦合器功率合成馈入灯负载。
[0016] 相加耦合器TB1、TB2分别将两个推挽输出功率叠加，相加耦合器TB3将四个推挽输出功率二阶叠加总和送到灯负载，四推挽逆变器输入电压、频率、相位及负载相同，均衡电阻R15、R16、R17无功耗。当某个逆变器发生故障没有功率输出，对应电路均衡电阻吸收配对逆变器功率，整灯功率虽降低但仍能保持照明，提高灯具可靠性。
[0017] 功率合成拖动大功率灯具，扩容灵活、可靠，但要求自振荡芯片振荡电压相位一致，以消除非线性互调有功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。注入锁相不用压控调谐、鉴相器、环路滤波器，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，适于功率合成大功率灯具稳定振荡频率相位同步，稳定输出功率避免器件温升过高功率失衡，稳定灯光延长使用寿命。
[0018] 基准晶振石英谐振器品质因数高，频率受温度变化极小，高度稳定作基准精确。基准信号经分频注入自振荡芯片CT端锁定相位。未注入基准信号自振荡芯片RC振荡器产生自由振荡频率，注入基准信号RC振荡电压与其矢量合成，通过自振荡芯片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RC振荡器的输入端，增益高，小功率锁定。
[0019] 由于注入基准频率是锁定振荡频率的整数倍，或振荡频率是基准频率的整数倍，基准信号分频注入选配较高频率的高稳频特性石英谐振器，锁定数十至数百千赫LC或RC振荡器。分频器IC2二进制或十进制计数分频。
[0020] 电容CY1、CYn匹配灯管G1、Gn，电容CU1、CUn和电感LU1、LUn谐振于基准信号频率，引燃启辉。
[0021] 灯异常检测互感磁环电感LS1电压二极管VD5检波、电容C11、电阻R18滤波，经SD’电阻R8、R9分压、场管Q3触发自振荡芯片SD端，当触发电压高电平时，迅速停振快速关断推挽逆变器功率管Q1、Q2，以免受损。灯异常功率管大电流电阻R6压降经电阻R4、电容C5开启自振荡芯片电流检测CS端进而保护逆变功率管。
[0022] 太阳能电源欠压控制，蓄电池电压低于时基芯片IC4 555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。
[0023] 阻塞二极管VD1单向导电防止蓄电池对太阳能电池反充电，二极管VD2当蓄电池反接导通短路，快速烧断熔丝F保护蓄电池。电容C8、C9去耦，电阻R14、电容C10、稳压二极管VD4供时基芯片电源。二极管VD3抑制继电器J吸合、释放产生的反向电压，防护时基芯片IC4损伤。
[0024] 实施例太阳能电源48V，四推挽逆变电流5A，驱动6支35W或4支55W低压钠灯管组G1、Gn，效率83％，逆变电流小，长时间照射灯光稳定。适用于大功率低压钠灯照明场合。
