CN103906328A

CN103906328A - 高压触发器装置及其高压触发方法

Info

Publication number: CN103906328A
Application number: CN201210586799.8A
Authority: CN
Inventors: 张红胜; 孟凡强; 朱辉; 罗闻
Original assignee: Shanghai Micro Electronics Equipment Co Ltd
Current assignee: Shanghai Micro Electronics Equipment Co Ltd
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2014-07-02

Abstract

本发明公开了一种高压触发装置及其高压触发方法，该装置包括触发器、程控电源、启动电源以及控制系统，所述触发器的原边与所述启动电源连接，所述触发器的副边与汞灯和程控电源连接，所述控制系统控制所述启动电源和程控电源，较佳的，所述高压触发装置还包括第一控制开关，所述第一控制开关的两端分别与所述触发器副边的两端相连，且所述第一控制开关由所述控制系统控制。本发明实现了在触发器完成点亮汞灯任务后，利用第一控制开关分担触发器的副边的电流，触发器的副边无需长时间承受过大的电流，因此也不会产生大量的热量，使得触发器在寿命、体积和EMC方面都有较大的提高和改进。

Description

高压触发器装置及其高压触发方法

技术领域

本发明涉及触发器，特别涉及一种高压触发器装置及其高压触发方法。

背景技术

高压汞灯工作时，需要先利用高压将汞灯内的惰性气体电离，形成导电通路，使汞灯内的阴极聚集的大量电子开始放电到汞灯的阳极。这个过程中汞灯电极产生大量的热，将汞灯内的液态汞变成气态的汞，形成高压。汞灯的阴极在供电电源的作用下不断的释放电子，电子不断的撞击汞原子，汞原子受激发不断从激发态向基态或低能态跃进，将多余能量以光的形式辐射出来。从上述表述可知，汞灯开始工作时，需要在汞灯两极产生高压，通常这个高压由高压触发器来提供。高压触发器1的简化的结构示意图如图1所示，包括原边11和副边12。

目前的高压触发器装置如图2所示，高压触发器1的原边11与启动电源4连接，副边12与汞灯2和程控电源3连接，启动电源4和程控电源3均由控制器5控制。由于开始时汞灯2的内阻远远大于程控电源2的内阻，高压触发器1的副边12感应产生的高压主要加在汞灯2两端，当汞灯2工作时，回路由断开状态变成导通状态，此时程控电源3给汞灯2供电，高压触发器1不工作。由此可知整个过程中，高压触发器1的作用只是在刚开始时为汞灯2提供高压。而目前在汞灯2点亮后，高压触发器1的副边12充当了导线的作用，这样做的不足之处是：由于汞灯2正常工作时的电流达到几十安培甚至几百安培，根据电功率计算公式W＝I²R，副边12在充当导线作用的同时也会因自身阻值的存在而产生大量的热量，从而加速了高压触发器1的副边12材料的氧化，氧化的结果使其阻值变大，又进一步增大了热量的产生，如此反复，对高压触发器1的寿命和灯室温度降低带来不利影响，实际测量结果也表明，工作一段时间后的高压触发器1会发生副边12发黑、阻值变大的现象。另外，由于副边12承受着大的电流以及散热的需要，高压触发器装置就需要考虑散热的问题，这样不利于高压触发器装置的整体体积减小，也导致其密闭性较差，使得触发器壳体对触发器所产生的强电磁辐射的屏蔽效果降低。

发明内容

本发明提供一种高压触发器装置及其高压触发方法，以克服现有技术中高压触发器装置寿命低的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种高压触发器装置，包括触发器、程控电源、启动电源以及控制系统，所述触发器的原边与所述启动电源连接，所述触发器的副边与汞灯和程控电源连接，所述控制系统控制所述启动电源和程控电源，较佳的，所述高压触发装置还包括第一控制开关，所述第一控制开关的两端分别与所述触发器副边的两端相连，且所述第一控制开关由所述控制系统控制。

作为优选，所述控制系统包括主控制器和从控制器，其中，所述主控制器与所述从控制器和程控电源相连，所述从控制器与所述启动电源以及第一控制开关相连。

作为优选，还包括第二控制开关，所述第二控制开关安装在所述程控电源与触发器之间，且所述第二控制电源由所述从控制器控制。

作为优选，所述第二控制开关为真空接触器，其阻值不大于4uΩ。

作为优选，所述第一控制开关为真空接触器，其阻值不大于4uΩ。

本法明还提供一种高压触发方法，包括：上位机向控制系统发出点灯命令；控制系统控制第一控制开关，使所述第一控制开关处于断开状态；控制系统控制启动电源给触发器供电，触发器工作；控制系统通过检测程控电源判断汞灯是否已经点亮，若是，控制系统控制第一控制开关，使所述第一控制开关闭合；若否，控制系统再次通过检测程控电源判断汞灯是否已经点亮，直至汞灯点亮。

作为优选，汞灯点亮后，所述控制系统延迟5秒后控制第一控制开关，使所述第一控制开关闭合。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明实现了在触发器完成点亮汞灯任务后，利用第一控制开关分担触发器的副边的电流，触发器的副边无需长时间承受过大的电流，因此也不会产生大量的热量，使得触发器在寿命、体积和EMC方面都有较大的提高和改进。

附图说明

图1为高压触发器的简化结构示意图；

图2为现有技术中高压触发器装置的线路图；

图3为本发明实施例1中高压触发器装置的线路图；

图4为本发明实施例1中高压触发方法的流程图；

图5为本发明实施例2中高压触发器装置的工作流程图；

图6为本发明实施例2中高压触发方法的流程图。

图1~2中：1-高压触发器、11-原边、12-副边、2-汞灯、3-程控电源、4-启动电源、5-控制器。

图3~6中：20、30-汞灯，21、31-控制系统，211、311-主控制器，212、312-从控制器，22、32-触发器，23、33-启动电源，24、34-程控电源，25、35-第一控制开关，36-第二控制开关。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本发明附图均采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例1

请参照图3~4，本实施例的高压触发器装置，包括触发器22、程控电源24、启动电源23以及控制系统21，所述触发器22的原边与所述启动电源23连接，所述触发器22的副边与汞灯20和程控电源24连接，所述控制系统21控制所述启动电源23和程控电源24。较佳的，所述高压触发器装置还包括第一控制开关25，所述第一控制开关25的两端分别与所述触发器22副边的两端相连，且所述第一控制开关25由所述控制系统21控制。具体地，由于第一控制开关25的存在，原本完全流过触发器22副边的电流会被第一控制开关25闭合所形成的通路分流掉一部分。触发器22副边无需长时间承受大电流，因此也不会产生过大的热量，使得触发器22在寿命、体积和EMC（电磁兼容）方面可以有较大提高和改进余地。

请继续参照图3，作为优选，所述控制系统21包括主控制器211和从控制器212。其中，所述主控制器211与所述从控制器212和程控电源24相连，所述从控制器212与所述启动电源23、第一控制开关25相连。具体地，触发器22为汞灯20点灯时提供高压，第一控制开关25为汞灯20工作时回路中的触发器22分担电流。从控制器212在主控制器211指令下控制着第一控制开关25的断开和闭合，同时控制启动电源23给触发器22供电。相对于现有技术，本实施例增加了一个控制器，主控制器211和从控制器212分担控制高压触发器装置，使得整个高压触发器装置更加安全可靠。

请继续参照图3，所述第一控制开关25为真空接触器，所述真空接触器具有耐压性能好，接触电阻小，灭弧能力强，寿命长，体积小，重量轻的特点，能够很好的适应于瞬时高压、大电流、长时间工作的工作环境中，也就是所述触发器22的工作环境中。较佳的，所述第一控制开关25的阻值不大于4uΩ。由于接触器22的副边的阻值通常在0.5Ω左右，远大于所述第一控制开关25的阻值，因此，在接触器22、第一控制开关25、程控电源24和汞灯20所在的回路中，绝大部分电流从第一控制开关25上流过，而触发器22的副边承受的电流很小，因此，使得触发器22的发热得到了很好的控制。较佳的，所述真空接触器（即第一控制开关25）的控制端（即控制系统21）采用220V交流电作为激励信号来控制真空接触器闭合或断开，一次激励持续时间大约1S，并在激励信号消失后自保持其状态，直到下一次激励信号到来，真空接触器的状态发生改变。

需要说明的是，本实施例中的第一控制开关25只需满足触发器22的工作环境和使用条件即可，本实施例对第一控制开关25的其他性能并不予限定。较佳的，本实施例优选工频耐压达60000V，最大承受电流为400A的真空触发器作第一控制开关25。

请参照图4，并结合图3，本实施例还提供一种相应的高压触发方法，包括以下步骤。

步骤1、上位机向控制系统21发出点灯命令，即主控制器211从外界接收到点灯的命令。

步骤2、控制系统21控制第一控制开关25，使所述第一控制开关25处于断开状态。具体地，主控制器211将点灯的指令发送给从控制器212，即：通知“准备点灯”；从控制器212得到这个指令后给第一控制开关25施加激励信号，使第一控制开关25处于断开状态，然后，从控制器212反馈给主控制器211一“准备就绪”信号，此时，汞灯20、触发器22以及程控电源24组成一回路；

步骤3、控制系统21控制启动电源23给触发器22供电，触发器22工作。具体地，主控制器211在得到从控制器212反馈的“准备就绪”信号后，发送“点灯”指令给从控制器212，从控制器212得到“点灯”指令后控制启动电源23给触发器22供电，触发器22工作。

步骤4、控制系统21通过检测程控电源24判断汞灯20是否已经点亮，若是，控制系统21控制第一控制开关25，使所述第一控制开关25闭合；若否，控制系统21再次通过检测程控电源24判断汞灯20是否已经点亮，直至汞灯20点亮。具体地，主控制器211通过对程控电源24的检测可以判断汞灯20是否已经点亮，在灯点亮后，发送“灯点亮”的指令给从控制器212。从控制器212得到指令后,给第一控制开关25施加激励信号，使得第一控制开关25闭合。此时程控电源24输出的电流经触发器22副边组成的通路以及第一控制开关25组成的通路，两条通路给汞灯20供电。

汞灯点亮后，所述控制系统21延迟5秒后控制第一控制开关25，使所述第一控制开关25闭合。即，所述从控制器212接收到“灯点亮”指令后，延迟5秒后，再给第一控制开关25施加激励信号，使得第一控制开关25闭合。

实施例2

本实施例与实施例1的区别点在于，本实施例增设了第二控制开关，用于控制触发器的通断。

具体地，请参照图5~6，本实施例的高压触发器装置，包括触发器32、程控电源34、启动电源33以及控制系统31，所述触发器32的原边与所述启动电源33连接，所述触发器32的副边与汞灯30和程控电源34连接，所述控制系统31控制所述启动电源33和程控电源34。较佳的，所述高压触发器装置还包括第一控制开关35和第二控制开关36，所述第一控制开关35的两端分别与所述触发器31副边的两端相连，所述第二控制开关36安装在所述程控电源34与触发器32之间，且所述第一控制电源35和第二控制电源36均由所述控制系统31控制。与现有技术相比，本实施例增设了第一控制开关35和第二控制开关36，通过所述第一控制开关35和第二控制开关36实现在触发器32完成点亮汞灯任务后，将触发器32的副边与汞灯30的回路断开。因此触发器32只需工作很短的时间，使得触发器32在寿命、体积和EMC方面都可以有较大提高和改进余地。此外，第一控制开关35和第二控制开关36与触发器32可以组成一个整体，便于安装；也可以与触发器32相互独立，由于触发器32只短暂工作，不需要长时间承受大电流，所以触发器32可以将体积做小、壳体密闭、更好的屏蔽电磁辐射。

请继续参照图5，较佳的，所述控制系统31包括主控制器311和从控制器312，所述主控制器311与所述从控制器312和程控电源34相连，所述从控制器312与所述启动电源33、第一控制开关35以及第二控制开关36相连。与实施例1相同，本实施例中也增加了一个控制器，主控制器311和从控制器312分担控制高压触发器装置，使得整个高压触发器装置的反应更为快速和准确。

请继续参照图5，所述第一控制开关35和第二控制开关36均为真空触发器，并且所述第一控制开关35和第二控制开关36的阻值均不大于4uΩ。由于本实施例中的真空触发器的性能与实施例1中的描述相同，此处不再赘述。同样，所述第一控制开关35和第二控制开关36的控制端（即控制系统31）也是采用220V交流电作为激励信号来控制真空接触器闭合或断开，一次激励持续时间大约1S，并在激励信号消失后自保持其状态，直到下一次激励信号到来，真空接触器的状态发生改变。

请参照图6，并结合图5，本实施例还提供一种高压触发方法，包括以下步骤。

步骤1、上位机向控制系统31发出点灯命令，即主控制器311从外界接收到点灯的命令。

步骤2、控制系统31控制第一控制开关35，使所述第一控制开关35处于断开状态；同时控制第二控制开关36，使所述第二控制开关36处于闭合状态。具体地，主控制器311将指令发给从控制器312，通知“准备点灯”，从控制器312得到这个指令后分别给第一控制开关35和第二控制开关36施加激励信号，使第一控制开关35处于断开状态，第二控制开关36处于闭合状态。然后，从控制器312反馈给主控制器311“准备就绪”信号。此时，汞灯30、触发器32、第二控制开关36以及程控电源34组成一回路。

步骤3、控制系统31控制启动电源33给触发器32供电，触发器32工作。具体地，主控制器311在得到从控制器312反馈的“准备就绪”信号后，发送“点灯”指令给从控制器312，从控制器312得到“点灯”指令后控制启动电源33给触发器32供电，触发器工作。

步骤4、控制系统31通过检测程控电源34判断汞灯30是否已经点亮，若是，控制系统31控制第一控制开关35，使所述第一控制开关35闭合；若否，控制系统31再次通过检测程控电源34判断汞灯30是否已经点亮，直至汞灯30点亮。具体地，主控制器311通过对程控电源34的检测可以判断汞灯30是否已经点亮，在灯点亮后，发送“灯点亮”的指令给从控制器312。从控制器312得到指令后，给第一控制开关35施加激励信号，使得第一控制开关35闭合。此时，程控电源34输出的电流经第二控制开关36和触发器32的副边组成的通路以及第一控制开关35组成的通路，两条通路给汞灯30供电。

较佳的，汞灯点亮后，所述控制系统31延迟5秒后控制第一控制开关35，使所述第一控制开关35闭合。即，所述从控制器312接收到“灯点亮”指令后，延迟5秒后，再给第一控制开关35施加激励信号，使得第一控制开关35闭合。

步骤5、第一控制开关35闭合后，从控制器312延时3秒，给第二控制开关36施加激励信号，使得第二控制开关36断开。此时，触发器32与程控电源34之间断路，触发器32停止工作。

综上所述，本发明公开了一种高压触发装置及其高压触发方法，该装置包括触发器、程控电源、启动电源以及控制系统，所述触发器的原边与所述启动电源连接，所述触发器的副边与汞灯和程控电源连接，所述控制系统控制所述启动电源和程控电源，较佳的，所述高压触发装置还包括第一控制开关，所述第一控制开关的两端分别与所述触发器副边的两端相连，且所述第一控制开关由所述控制系统控制。本发明实现了在触发器完成点亮汞灯任务后，利用第一控制开关分担触发器的副边的电流，触发器的副边无需长时间承受过大的电流，因此也不会产生大量的热量，使得触发器在寿命、体积和EMC方面都有较大的提高和改进。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims

1.一种高压触发器装置，包括触发器、程控电源、启动电源以及控制系统，所述触发器的原边与所述启动电源连接，所述触发器的副边与汞灯和程控电源连接，所述控制系统控制所述启动电源和程控电源，其特征在于，还包括第一控制开关，所述第一控制开关的两端分别与所述触发器副边的两端相连，且由所述控制系统控制。

2.如权利要求1所述的高压触发器装置，其特征在于，所述控制系统包括主控制器和从控制器，其中，所述主控制器与所述从控制器和程控电源相连，所述从控制器与所述启动电源以及第一控制开关相连。

3.如权利要求2所述的高压触发器装置，其特征在于，还包括第二控制开关，所述第二控制开关安装在所述程控电源与触发器之间，且所述第二控制电源由所述从控制器控制。

4.如权利要求3所述的高压触发器装置，其特征在于，所述第二控制开关为真空接触器。

5.如权利要求4所述的高压触发器装置，其特征在于，所述第二控制开关的阻值不大于4uΩ。

6.如权利要求1所述的高压触发器装置，其特征在于，所述第一控制开关为真空接触器。

7.如权利要求1所述的高压触发器装置，其特征在于，所述第一控制开关的阻值不大于4uΩ。

8.一种采用权利要求1~7中任一项所述的高压触发器装置的高压触发方法，其特征在于，包括：

上位机向控制系统发出点灯命令；

控制系统控制第一控制开关，使所述第一控制开关处于断开状态；

控制系统控制启动电源给触发器供电，触发器工作；

控制系统通过检测程控电源判断汞灯是否已经点亮，若是，控制系统控制第一控制开关，使所述第一控制开关闭合；若否，控制系统再次通过检测程控电源判断汞灯是否已经点亮，直至汞灯点亮。

9.如权利要求8所述的高压触发方法，其特征在于，还包括在判断汞灯点亮后，控制系统延迟5秒后控制第一控制开关闭合的步骤。