CN104377984A - 一种用于检测紫外线的升压电路 - Google Patents

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何民望
汪潮
沈维
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Abstract

本发明公开了一种能降低紫外线敏感气体放电管的供电能耗，从而能减少检测系统能耗的用于检测紫外线的升压电路，由5V直流电源供电，包括单片机、电阻R1、开关管Q1、快恢复二极管D1、脉冲变压器T1、整流二极管D2、储能电容C1及紫外线传感器DS1。电阻R1处于单片机的输出端及开关管Q1的栅极之间，开关管Q1的漏极分别与快恢复二极管D1的正极及脉冲变压器T1的原边绕组的一端连接，快恢复二极管D1的负极与供电电源及脉冲变压器T1的原边绕组的另一端连接，脉冲变压器T1的次边绕组的一端与整流二极管D2的正极连接，整流二极管D2的负极分别连接储能电容C1的一端及紫外线传感器DS1的阳极。

Description

一种用于检测紫外线的升压电路
技术领域
本发明涉及一种用于检测紫外线的升压电路。
背景技术
阳光中包含的紫外线的波长范围在280纳米～400纳米，通常把紫外线按波长划分为：UVA(长波紫外线)：400～320纳米，UVB(中波紫外线)：320～280纳米，UVC(短波紫外线)：280～200纳米。能透过臭氧保护层和云层到达地球表面的太阳光线中的紫外线大量处于波长315纳米以上，在200～280纳米的紫外线接近于0。通常把280纳米以下波长的区间统称为太阳盲区，简称日盲。
利用紫外线传感器可以进行火焰检测，放电检测，燃烧监视，因为这些过程都伴随有短波紫外线产生。常用的紫外线敏感传感器包括紫外线光电倍增管、紫外线光电二极管和紫外线敏感气体放电管。
紫外线敏感气体放电管的工作原理是基于金属的光电发射效应和汤生放电繁流理论。当紫外线敏感气体放电管处在规定的偏置电压下，如果受到紫外线的照射会产生一次放电。
为使用紫外线敏感气体放电管作为日盲型紫外线的检测传感器，必须提供足够高的工作电压来偏置紫外线敏感气体放电管。常见的紫外线敏感气体放电管的偏置电压在350V～400伏。现有的紫外线检测系统存在以下缺陷：
(1)因为使用紫外线敏感气体放电管，所以往往需要交流电源作为必需的工作电源，这使得系统不具有便携性，安装也不容易；
(2)虽然实现了只使用低压直流电供电，但是驱动紫外线敏感气体放电管的脉冲高电压维持时间长，不利于降低系统整体能耗；
(3)由于紫外线敏感气体放电管的物理特性，一般不考虑延长紫外线敏感气体放电管的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种用于检测紫外线的升压电路，它既能偏置紫外线敏感气体放电管，又能降低紫外线敏感气体放电管的供电能耗，从而能减少检测系统能耗。
实现本发明的目的一种技术方案是：一种用于检测紫外线的升压电路，由5V直流电源供电，包括单片机、电阻R1、开关管Q1、快恢复二极管D1、脉冲变压器T1、整流二极管D2、储能电容C1、取样电阻R2、滤波电容C2及紫外线传感器DS1，所述电阻R1位于单片机的输出I/O口及开关管Q1的栅极之间，所述开关管Q1的源极接地，所述开关管Q1的漏极分别与所述快恢复二极管D1的正极及所述脉冲变压器T1的原边绕组的一端连接，所述快恢复二极管D1的负极与供电电源及脉冲变压器T1的原边绕组的另一端连接，所述脉冲变压器T1的次边绕组的一端与所述整流二极管D2的正极连接，所述脉冲变压器T1的次边绕组的另一端接地，所述整流二极管D2的负极分别连接所述储能电容C1的一端及所述紫外线传感器DS1的阳极，所述储能电容C1的另一端接地，所述取样电阻R2的两端分别与所述紫外线传感器DS1的阴极连接和接地；所述滤波电容C2与所述取样电阻R2并联；所述储能电容C1的容量为27pF～100pF；
由所述单片机产生PWM脉冲电压信号的频率小于等于50Hz，该脉冲电压经过电阻R1激励开关管Q1的栅极，使开关管Q1导通，所述供电电压5V被施加到所述脉冲变压器T1的原边绕组上，通过脉冲变压器T1的次边绕组的输出，从而将5V直流电压转换成幅值为350V～400V的高电平尖脉冲电压，该高电平尖脉冲电压周期性地向所述储能电容C1充电并施加到所述紫外线传感器DS 1上；当存在紫外线照射，则在所述取样电阻R2上产生瞬时电流。
上述的用于检测紫外线的升压电路，其中，所述单片机产生的PWM脉冲电压信号的高电平的维持时间为10us～500us，低电平的维持时间大于20ms。
上述的用于检测紫外线的升压电路，其中，所述紫外线传感器DS1为紫外线敏感气体放电管。
本发明的用于检测紫外线的升压电路，通过设置单片机的程序来控制所产生的PWM信号频率小于等于50Hz，利用PWM波形作为输入激励信号，以控制开关管的导通时间和频率，还通过设置脉冲变压器的原边绕组和次边绕组的参数，使输出的尖脉冲电压的高电平的幅值和维持时间既能偏置紫外线敏感气体放电管，使它能检测紫外线，又能降低紫外线敏感气体放电管的供电能耗，从而能减少检测系统能耗。另外通过设置储能电容的容值，既能实现紫外线敏感气体放电管的灭弧功能，还能通过减少紫外线敏感气体放电管的阴极疲劳来延长紫外线敏感气体放电管的使用寿命。
附图说明
图1是本发明的用于检测紫外线的升压电路的原理图；
图2是本发明的用于检测紫外线的升压电路中PWM脉冲电压信号的时序图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
请参阅图1和图2，本发明的一种用于检测紫外线的升压电路，由5V直流电源供电，包括单片机、电阻R1、开关管Q1、快恢复二极管D1、脉冲变压器T1、整流二极管D2、储能电容C1、取样电阻R2、滤波电容C2及紫外线传感器DS1，其中：
紫外线传感器DS1采用紫外线敏感气体放电管，该紫外线敏感气体放电管的频率响应范围：185纳米～260纳米、工作电压：400±25伏、平均放电电流：1mA；
储能电容C1的容量为27pF～100pF；
单片机产生的PWM脉冲电压信号的频率小于等于50Hz；
电阻R1位于单片机的输出I/O端口及开关管Q1的栅极之间，开关管Q1的源极接地，开关管Q1的漏极分别与快恢复二极管D1的正极及脉冲变压器T1的原边绕组的一端连接，快恢复二极管D1的负极与供电电源及脉冲变压器T1的原边绕组的另一端连接，脉冲变压器T1的次边绕组的一端与整流二极管D2的正极连接，脉冲变压器T1的次边绕组的另一端接地，整流二极管D2的负极分别连接储能电容C1的一端及紫外线传感器DS1的阳极，储能电容C1的另一端接地，取样电阻R2的两端分别与紫外线传感器DS1的阴极连接和接地；滤波电容C2与取样电阻R2并联；储能电容C1的容量为27pF～100pF；取样R2＝10kohm，滤波电容C2＝1000P，R1与选用的单片机和开关管参数有关。
由单片机产生PWM脉冲电压信号，该脉冲电压信号的高电平的维持时间为10us～500us，低电平的维持时间大于20ms(见图2)，该脉冲电压经过电阻R1激励开关管Q1的栅极，使开关管Q1导通，供电电压5V被施加到脉冲变压器T1的原边绕组上，通过脉冲变压器T1的次边绕组的输出，从而将5V直流电压转换成幅值为350V～400V的高电平尖脉冲电压，该高电平尖脉冲电压周期性地向储能电容C1充电并施加到紫外线传感器DS1上；当存在紫外线照射，则在取样电阻R2上产生瞬时电流。
本发明的用于检测紫外线的升压电路，通过设置单片机的程序来控制所产生的PWM脉冲电压信号频率小于等于50Hz，即PWM脉冲电压信号的高电平的维持时间为10us～500us，低电平的维持时间大于20ms(见图2)，并用PWM脉冲电压信号来控制开关管的导通时间和频率，还通过设置脉冲变压器T1的原边绕组和次边绕组的参数，使输出的尖脉冲电压的高电平的幅值和维持时间既能偏置紫外线敏感气体放电管，使它能检测紫外线，又能降低紫外线敏感气体放电管的供电能耗，从而能减少检测系统能耗，另外通过设置储能电容C1的容值，既能实现紫外线敏感气体放电管的灭弧功能，还能通过减少紫外线敏感气体放电管的阴极疲劳来延长紫外线敏感气体放电管的使用寿命。
本发明的用于检测紫外线的升压电路，由于对储能电容C1的容值进行了控制，就控制了紫外线敏感气体放电管放电的大小，而放电的大小决定了离子产生的数量，离子的数量正比于紫外线敏感气体放电管的阴极疲劳程度，阴极疲劳程度又正比于紫外线敏感气体放电管的使用寿命。因此通过控制储能电容C1的容值，可以延长紫外线敏感气体放电管的使用寿命。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (3)

1.一种用于检测紫外线的升压电路，由5V直流电源供电，包括单片机、电阻R1、开关管Q1、快恢复二极管D1、脉冲变压器T1、整流二极管D2、储能电容C1、取样电阻R2、滤波电容C2及紫外线传感器DS1，其特征在于，所述电阻R1位于单片机的输出端及开关管Q1的栅极之间，所述开关管Q1的源极接地，所述开关管Q1的漏极分别与所述快恢复二极管D1的正极及所述脉冲变压器T1的原边绕组的一端连接，所述快恢复二极管D1的负极与供电电源及脉冲变压器T1的原边绕组的另一端连接，所述脉冲变压器T1的次边绕组的一端与所述整流二极管D2的正极连接，所述脉冲变压器T1的次边绕组的另一端接地，所述整流二极管D2的负极分别连接所述储能电容C1的一端及所述紫外线传感器DS1的阳极，所述储能电容C1的另一端接地，所述取样电阻R2的两端分别与所述紫外线传感器DS1的阴极连接和接地；所述滤波电容C2与所述取样电阻R2并联；所述储能电容C1的容量为27pF～100pF；
由所述单片机产生的PWM脉冲电压信号的频率小于等于50Hz，该脉冲电压经过电阻R1激励开关管Q1的栅极，使开关管Q1导通，所述供电电压5V被施加到所述脉冲变压器T1的原边绕组上，通过脉冲变压器T1的次边绕组的输出，从而将5V直流电压转换成幅值为350V～400V的高电平尖脉冲电压，该高电平尖脉冲电压周期性地向所述储能电容C1充电并施加到所述紫外线传感器DS1上；当存在紫外线照射，则在所述取样电阻R2上产生瞬时电流。
2.根据权利要求1所述的用于检测紫外线的升压电路，其特征在于，所述单片机产生的PWM脉冲电压信号的高电平的维持时间为10us～500us，低电平的维持时间大于20ms。
3.根据权利要求1所述的用于检测紫外线的升压电路，其特征在于，所述紫外线传感器DS1为紫外线敏感气体放电管。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106168507A (zh) * 2015-09-09 2016-11-30 河南联纵消防科技有限公司 一种紫外光传感器脉冲供电方法
CN111697871A (zh) * 2020-04-29 2020-09-22 西北核技术研究院 一种Tesla变压器型脉冲功率源的输出电压调节方法
EP3719459A1 (en) * 2019-04-02 2020-10-07 Honeywell International Inc. Ultraviolet flame sensor with dynamic excitation voltage generation

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202939269U (zh) * 2012-12-09 2013-05-15 江西南昌供电公司 基于光敏管检测技术的电气设备放电状态检测装置
CN203288022U (zh) * 2013-05-14 2013-11-13 三峡大学 基于日盲紫外线技术的空间火灾预警装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202939269U (zh) * 2012-12-09 2013-05-15 江西南昌供电公司 基于光敏管检测技术的电气设备放电状态检测装置
CN203288022U (zh) * 2013-05-14 2013-11-13 三峡大学 基于日盲紫外线技术的空间火灾预警装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106168507A (zh) * 2015-09-09 2016-11-30 河南联纵消防科技有限公司 一种紫外光传感器脉冲供电方法
EP3719459A1 (en) * 2019-04-02 2020-10-07 Honeywell International Inc. Ultraviolet flame sensor with dynamic excitation voltage generation
CN111697871A (zh) * 2020-04-29 2020-09-22 西北核技术研究院 一种Tesla变压器型脉冲功率源的输出电压调节方法

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