CN102711348A

CN102711348A - 一种uv灯数字多级驱动电源

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Publication number: CN102711348A
Application number: CN2012102083955A
Authority: CN
Inventors: 李立; 李秀斌
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-06-21
Filing date: 2012-06-21
Publication date: 2012-10-03

Abstract

本发明公开了一种UV灯数字多级驱动电源，包括：倍压整流电路、功率变换电路、高压点灯电路、抗干扰电路、电源电路、测控电路及可复位的电压数字多级控制器电路；所述倍压整流电路的输出端连接功率变换电路输入端，所述功率变换电路的输出端连接测控电路的输入端，所述测控电路的输出端连接可复位的电压数字多级控制器电路；所述电源电路连接倍压整流电路。本发明可以延长UV灯的使用寿命，大大减小电源损耗及体积重量，保持负载电压及电流的恒定，从而使UV灯输出功率保持恒定，并且待机功率可以很小，既节能降耗，又提高被固化产品的品质。

Description

一种UV灯数字多级驱动电源

技术领域

本发明涉及电力电子技术及开关电源领域，尤其涉及一种UV灯数字多级驱动电源。

背景技术

目前，传统的UV灯电源是用工频变压器串接大电容来调节UV灯的能量输出。但众所周知，传统的工频变压器本身不仅损耗大，效率低，而且将电能转换成有效紫外线光能的比例也比较低，并产生较多有害的红外光热能，直接影响被固化件的产品质量。其二，传统的UV灯电源最多存在三档功率调节，因而很难根据实际情况来调节合适的输出功率。第三，当外界的供电电压发生变化时，传统的UV灯电源的输出功率亦发生变化，导致UV灯输出能量不稳定，影响使用效果。其四，传统的UV灯电源在启动时电流很大，对UV灯造成冲击而影响UV灯的使用寿命。由此可知，传统的UV灯电源已不能满足现代加工行业的需求。

发明内容

本发明所要解决的问题在于提供一种UV灯数字多级驱动电源，既可实现自由调节输出功率、降低能耗，亦可提高转换效率，稳定输出功率。

为解决以上问题，本发明采用以下技术方案：

一种UV灯数字多级驱动电源，包括：倍压整流电路、功率变换电路、高压点灯电路、抗干扰电路、电源电路、测控电路及可复位的电压数字多级控制器电路；所述倍压整流电路的输出端连接功率变换电路输入端，所述功率变换电路的输出端连接测控电路的输入端，所述测控电路的输出端连接可复位的电压数字多级控制器电路；所述电源电路连接倍压整流电路。

所述的倍压整流电路包括：整流模块、滤波电容(C1、C2、C3、C4)及均压电阻(R1、R2、R3、R4)、防冲击电路；所述的防冲击电路包括：继电器控制电路、继电器的常开触点(K)、缓冲电阻(R)；所述整流模块连接滤波电容，所述滤波电容(C1、C2、C3、C4)的两端各自并联一个均压电阻(R1、R2、R3、R4)；所述防冲击电路连接电源电路。

所述功率变换电路包括：电流互感器(CT)、IGBT管(M1、M2)、二极管模块(D)、输出滤波电感(L)、霍尔电压传感器(HV)、霍尔电流传感器(HL)及负载(RL)；

所述的倍压整流电路的输出正端经过电流互感器(CT)接功率变换电路的输入正端，倍压整流电路的输出负端接功率变换电路的输入负端，倍压整流电路的输出中点端接功率变换电路中二极管模块(D)的中点端。

所述的高压点灯电路包括：点灯电路及高压隔离变压器(TV)；所述点灯电路连接高压隔离变压器(TV)；其中高压隔离变压器(TV)的次级串联接入功率变换电路中的输出负载(RL)的一端，在启动时，通过点灯电路产生高电压脉冲经高压隔离变压器(TV)耦合来点亮负载(RL)。

所述的测控电路包括：驱动电路、内部控制电路；所述驱动电路连接内部控制电路；驱动电路使用交错控制输出，在启动点灯时，驱动电路输出一路驱动，当负载(RL)电压超过某一设定值电压后，另一路驱动接通，驱动输出变成双路驱动，是负载(RL)电压更快的达到稳定状态。

所述的抗干扰电路包括：抗干扰电路TD1、抗干扰电路TD2、抗干扰TD3；其中抗干扰电路TD1、抗干扰电路TD2串联接入驱动电路输出到IGBT管的门极电路中，而抗干扰电路TD3串联接入电源电路到驱动电路的导线中。

所述的可复位的电压数字多级控制器包括：按键电路、数字电位器电路、开关电路、电源电路、五芯电缆；其中电源电路连接开关电路，按键电路与开关电路连接数字电位器电路，电源电路通过开关电路为数字电位器电路供电，并控制数字电位器电路的复位，按键电路使控制器电压输出向上增加或者向下减小。

所述的可复位的电压数字多级控制器通过五芯电缆与测控电路相连接，其中二芯为控制线，二芯分别为电压、电流显示线，一芯为公共端线。

本发明的有益效果是：通过可复位的电压数字多级控制器，可自由调节负载电流，进而调整输出功率，控制UV灯的亮度，调节幅度从10％～100％。

通过调节较小的电流来启动UV灯，避免启动时大电流对UV灯的冲击，从而防止启动时损坏UV灯，延长UV灯的使用寿命。

通过使用非晶纳米晶材料制作的输出滤波电感，大大减小电源损耗及体积重量。

当输入电压出现波动时，功率变换电路能够实现电压波动的自动补偿，保持负载电压及电流的恒定，从而使UV灯输出功率保持恒定，并且待机功率可以很小，既节能降耗，又提高被固化产品的品质。

本发明适用于UV喷涂、印刷、家具装潢、地板砖表面固化等需要UV灯产生高能量紫外线的应用领域。

附图说明

图1是本发明实施例的电路方框原理图；

图2是本发明实施例的电路原理图；

图3是本发明实施例中可复位的电压数字多级制器的电路方框原理图。

图中：1、倍压整流电路；2、功率变换电路；3、可复位的电压数字多级控制器电路；4、测控电路；5、高压点灯电路；6、抗干扰电路；7、按键电路；8、电源电路；9、数字电位器电路；10、五芯电缆；11、开关电路；101、整流模块；201、点灯电路；401、驱动电路；402、内部控制电路；501、电源电路；502、继电器控制电路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

参照图1所示，一种UV灯数字多级驱动电源，包括：倍压整流电路1、功率变换电路2、高压点灯电路5、抗干扰电路6、电源电路8、测控电路4及可复位的电压数字多级控制器电路3；所述倍压整流电路1的输出端连接功率变换电路2输入端，所述功率变换电路2的输出端连接测控电路4的输入端，所述测控电路4的输出端连接可复位的电压数字多级控制器电路3；所述电源电路连接倍压整流电路1。

参照图2所示，所述倍压整流电路1包括：整流模块101、滤波电容(C1、C2、C3、C4)、均压电阻(R1、R2、R3、R4)及防冲击电路，其中防冲击电路包括继电器常开触点(K)、缓冲电阻(R)、继电器控制电路502；加电时，通过缓冲电阻(R)对滤波电容(C1、C2、C3、C4)充电，减小了充电的初始电流，延迟2～4秒后继电器触点(K)闭合，使后级电路正常工作；为了使滤波电容(C1、C2、C3、C4)的电压均衡，在每个滤波电容(C1、C2、C3、C4)的两端各自并联一个均压电阻(R1、R2、R3、R4)。

所述功率变换电路2包括：IGBT管(M1、M2)、二极管模块(D)、输出滤波电感(L)、电流互感器(CT)、霍尔电压传感器(HV)、霍尔电流传感器(HL)及负载(RL)；整个变换电路以正向及反向BUCK电路首尾相接而成，这样上下电路对称，电路工作于20～30KHz；IGBT管(M1、M2)的驱动分成两次交错驱动，在负载(RL)刚点亮时，通过电流互感器(CT)检测电流去控制驱动电路只输出一路来同时驱动上下IGBT管(M1、M2)，当负载(RL)两端的电压大于某一个设定值时，第二路驱动也加上，这样驱动频率加倍，可以更好的控制功率变换电路2输出大功率，根据功率水平的要求，IGBT管(M1、M2)可以分别并联一个或几个。

当然本实施例中的IGBT管也可以换成功率场效应管。

所述高压点灯电路5包括：点灯电路201、高压隔离变压器(TV)；其中高压隔离变压器(TV)的次级串联接入功率变换电路2中的输出负载(RL)的一端，在启动时，通过点灯电路201产生高电压脉冲经高压隔离变压器(TV)耦合来点亮负载(RL)。

所述的测控电路4包括：驱动电路401、内部控制电路402；驱动电路401使用交错控制输出，在启动点灯时，驱动电路401输出一路驱动，当负载(RL)电压超过某一设定值电压后，另一路驱动接通，驱动输出变成双路驱动，使负载(RL)电压更快的达到稳定状态。

所述的抗干扰电路包括：抗干扰电路TD1、抗干扰电路TD2、抗干扰TD3；其中抗干扰电路TD1、抗干扰电路TD2串联接入驱动电路401输出到IGBT管的门极电路中，而抗干扰电路TD3串联接入电源电路501到驱动电路401的导线中。

由于功率变换电路2工作在开关状态，必然会引起很强的尖峰干扰，通过抗干扰电路(TD1、TD2、TD3)来防止功率变换电路2及测控电路4异常工作，提高可靠性。

测控电路4通过霍尔电流传感器(HL)对输出负载(RL)电流进行检测，并对最大的输出电流加以限制；而且对输出负载(RL)短路也加以监测，并在负载(RL)短路时作出保护。

电源电路501分成三组，其中一组连接到驱动电路401，在这组中串联接入抗干扰电路(TD3)来保证内部控制电路402正常工作。

参照图3所示，所述的可复位的电压数字多级控制器3包括：按键电路7、数字电位器电路9、开关电路11、电源电路8、五芯电缆10；其中电源电路8连接开关电路11，按键电路7与开关电路11连接数字电位器电路9，所述数字电位器电路9连接五芯电缆10；电源电路8通过开关电路11为数字电位器电路9供电，并控制数字电位器电路9的复位，按键电路7使控制器电压输出向上增加或者向下减小。

参照图1-3所示，一种UV灯数字多级驱动电源利用三相交流电中的两相通过倍压整流电路1后得到脉动的直流电压，该脉动的直流电压通过功率变换电路2后转变成具有高频载波的脉动电压。该脉动电压具有工频正负各半周，因此UV灯得以交流脉动电流工作；所述的UV灯即负载(RL)。

首先是电源电路501通电，电源电路501通过自检正常后将所需要的各组电源提供给测控电路4和高压点灯电路5，同时高压点灯电路5也进行自检以保证高压点灯电路5能正常工作，然后，防冲击电路6延缓了倍压整流电路1电压的输出，这一阶段总体需要2～4秒钟。

在启动UV灯时，可复位的电压数字多级控制器3输出一初始电压来驱动高压点灯电路5与功率变换电路2，并通过电流互感器(CT)反馈控制UV灯的电流。霍尔电流传感器(HL)及霍尔电压传感器(HV)分别检测负载(RL)的电流和电压，并通过可复位的电压数字多级控制器3显示出来。霍尔电流传感器(HL)及霍尔电压传感器(HV)检测的电流和电压还分别去控制内部控制电路402来完成相应的保护及功能控制。

当UV灯点亮后，并且UV灯的电压升到超过某一设定值时，驱动电路401才允许可复位的电压数字多级控制器3通过按键电路7向上增加电流，在这之前，按键电路7不起作用，这样就避免了负载低电压时出现大电流，保护了电源和负载(RL)。

当然，功率变换电路2会产生大量的高尖峰脉冲，因而需要采取抗干扰的措施，抗干扰电路TD1、TD2、TD3就是为使整个电路正常工作而采取的特别措施。

本发明并不局限于上述具体实施方式，根据上述说明书的揭示和指导，本发明所属领域的技术人员还可对上述实施方式进行适当的变更和修改，其变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims

1.一种UV灯数字多级驱动电源，包括：倍压整流电路、功率变换电路、高压点灯电路、抗干扰电路、电源电路、测控电路及可复位的电压数字多级控制器电路；所述倍压整流电路的输出端连接功率变换电路输入端，所述功率变换电路的输出端连接测控电路的输入端，所述测控电路的输出端连接可复位的电压数字多级控制器电路；所述电源电路连接倍压整流电路。

2.根据权利要求1所述的UV灯数字多级驱动电源，其特征在于：倍压整流电路包括：整流模块、滤波电容(C1、C2、C3、C4)、均压电阻(R1、R2、R3、R4)及防冲击电路，其中防冲击电路包括继电器常开触点(K)、缓冲电阻(R)、继电器控制电路；所述整流模块连接滤波电容，所述滤波电容(C1、C2、C3、C4)的两端各自并联一个均压电阻(R1、R2、R3、R4)；所述防冲击电路连接电源电路。

3.根据权利要求1或2所述的UV灯数字多级驱动电源，其特征在于：功率变换电路包括：IGBT管(M1、M2)、二极管模块(D)、输出滤波电感(L)、电流互感器(CT)、霍尔电压传感器(HV)、霍尔电流传感器(HL)及负载(RL)；所述的倍压整流电路的输出正端经过电流互感器(TC)接功率变换电路的输入正端，倍压整流电路的输出负端接功率变换电路的输入负端，倍压整流电路的输出中点端接功率变换电路中二极管模块(D)的中点端。

4.根据权利要求1所述的UV灯数字多级驱动电源，其特征在于：高压点灯电路包括：点灯电路及高压隔离变压器(TV)；所述电灯电路连接高压隔离变压器(TV)；高压隔离变压器(TV)的次级串联接入功率变换电路中的输出负载(RL)的一端。

5.根据权利要求1所述的UV灯数字多级驱动电源，其特征在于：测控电路包括：驱动电路、内部控制电路；所述驱动电路连接内部控制电路；驱动电路使用交错控制输出，在启动点灯时，驱动电路输出一路驱动，当负载(RL)电压超过某一设定值电压后，另一路驱动接通，驱动输出变成双路驱动，使负载(RL)电压更快的达到稳定状态。

6.根据权利要求1所述的UV灯数字多级驱动电源，其特征在于：可复位的电压数字多级控制器包括：按键电路、数字电位器电路、开关电路、电源电路、五芯电缆；其中电源电路连接开关电路，按键电路与开关电路连接数字电位器电路，数字电位器电路连接五芯电缆；所述五芯电缆与测控电路相连。

7.根据权利要求6所述的UV灯数字多级驱动电源，其特征在于：所述五芯电缆其中二芯为控制线，二芯分别为电压、电流显示线，一芯为公共端线。