CN104754845B - 脉冲氙灯仿真测试电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种专门用于脉冲氙灯工作过程中仿真测试的电路。这种电路的主要包括：高压电源、预电离电路、主放电电路、峰值检测电路、反馈电路以及控制电路。其中，主放电电路由方波发生器控制电流脉冲宽度和频率；峰值检测电路可以获得脉冲氙灯的电流峰值并保持；反馈电路主要功能为比较预设峰值电流与实际峰值电流，所得信号输入控制电路；控制电路的功能则是为了控制主放电电路的电压，从而调整电流峰值的大小。这种仿真测试电路的主要功能是为脉冲氙灯工作过程中提供所需的脉冲宽度以及电流脉冲峰值，实现了人们对脉冲氙灯电流脉冲宽度的控制并对脉冲电流峰值起到了自动调节的作用，大大提高了脉冲氙灯的测试仿真程度。

Description

脉冲氙灯仿真测试电路

技术领域

本发明涉及脉冲氙灯应用领域，特别是一种用于脉冲氙灯仿真测试的电路。

技术背景

脉冲氙灯是一种电脉冲激励气体放电光源。由于脉冲氙灯结构简单，发光效率高，光谱范围宽，发光强度大等优点，在高速摄影、激光器泵浦、检测仪器等领域都有很重要的应用。但是由于脉冲氙灯工作原理复杂，受工作电路的影响很大，因此用一般电容电感组成的放电电路中，很难获得脉冲宽度和脉冲峰值同时符合工作条件的电路。一般脉冲氙灯测试电路仅有一只电容、一只电感和充电电源系统组成，为得到所需的放电脉宽和峰值，须反复调整电感量与电容量，同时还要不断充电电压以产生所需的电流峰值，不仅耗时耗力，还限制了脉冲氙灯的尺寸和放电参数。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种脉冲氙灯仿真测试电路，一个具有控制脉冲宽度同时具有自动调节电流脉冲峰值的电路。

本发明的技术解决方案如下：

一种脉冲氙灯仿真测试电路，其特点在于，包括高压电源、主放电电路、预电离电路、峰值检测电路、反馈电路和控制电路，所述的高压电压的输出端接到主放电电路的输入端，该主放电电路的第一输出端接到脉冲氙灯的相应电极，预电离电路的输出端接到脉冲氙灯的相应电极，所述的主放电电路的第二输出端接峰值检测电路的输入端，该峰值检测电路的输出端接反馈电路的输入端，反馈电路的输出端接控制电路的输入端，控制电路的输出端接高压电源的控制端；

其中，所述的主放电电路控制电流脉冲宽度和频率；所述的预电离电路预先设定电流脉冲峰值和宽度，所述的峰值检测电路从脉冲氙灯的主放电电路中提取电流脉冲峰值并保持；所述的反馈电路比较预设峰值电流与实际峰值电流，并将所得信号输入控制电路；所述的控制电路控制主放电电路的电压，从而调整电流峰值的大小。

所述的高压电源，包括接市电的三端插头、保险丝F1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7、第八二极管D8、第九二极管D9、第十二极管D10、第十一二极管D11、第十二二极管D12、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一IGBT开关Q1、第二IGBT开关Q2和第一变压器T1；具体连接关系如下：

所述的三端插头的第一端口接保险丝F1的一端，保险丝F1的另一端分别与第一电容C1和第一电感L1的一端相连，所述的三端插头的第二端口分别与第一电容C1的另一端、第二电感L2的一端相连，所述的第一电感L1的另一端接第一二极管D1的正极，第二电感L2的另一端接第三二极管D3的正极；第二电容C2的一端接第一二极管D1的正极，第三电容C3的一端接第三二极管D3的正极；第二电容C2的另一端、第三电容C3的另一端共同接三端插头的第三端口；第一二极管D1正极接第二二极管D2的负极，第一二极管D1的负极接第三二极管D3的负极，第三二极管D3正极的接第四二极管D4的负极，第四二极管D4的正极接第二二极管D2的正极；第三二极管D3的负极连第一IGBT开关Q1的集电极，第四二极管D4的正极连第二IGBT开关Q2的发射极；第四电容C4、第五电容C5、第一电阻R1并联，且一端连第二极管D3的负极，另一端连第四二极管D4的负极；

所述的第一IGBT开关Q1的栅极接第二电阻R2的一端、发射极接第二电阻R2的另一端；第二IGBT开关Q2的集电极接第一IGBT开关Q1的发射极，第二IGBT开关Q2的栅极接第三电阻R3的一端，第三电阻R3的另一端接第二IGBT开关Q2的发射极；第三电感L3的一端接第一IGBT开关Q1的发射极，第三电感L3的另一端接第一变压器T1的第一端口，第一变压器T1的第二端口分别与第六电容C6、第七电容C7的一端相连，该第六电容C6的另一端接第一IGBT开关Q1的集电极，第七电容C7的另一端接第二IGBT开关Q2的发射极；

所述的第六二极管D6的负极接第七二极管D7的正极，第六二极管D6的正极接第五二极管D5的负极，第七二极管D7的负极接第八二极管D8的正极；第十二极管D10的负极接第十一二极管D11的正极，第十二极管D10的正极接第九二极管D9的负极，第十一二极管D11的负极接第十二二极管D12的正极；第九二极管D9的正极接第五二极管D5的正极，第十一二极管D11的正极接第七二极管D7的正极，第十二二极管D12的负极接第八二极管D8的负极；

所述的第一变压器T1第三端口接第十二二极管D12的正极，变压器的第四端口接第八二极管D8的正极，变压器的第五端口接第六二极管D6的正极，变压器的第六端口接第十二极管D10的正极；

所述的第十四电阻R4的一端接第十二二极管D12的负极，第十四电阻R4的另一端接第六电阻R6的一端，第六电阻R6的另一端接第三IGBT开关Q3的集电极；第五电阻R5的一端接第五二极管D5的正极，第五电阻R5的另一端接第四IGBT开关Q4的发射极。

所述的主放电电路，包括储能电容C8、第三IGBT开关Q3、第四IGBT开关Q4、方波信号发生器(U4)、第二IGBT驱动电路U2、第三IGBT驱动电路U3和第一反相器U1；具体连接关系如下：

储能电容C8一端接第三IGBT开关Q3的集电极，储能电容C8的另一端接脉冲氙灯的负极；

所述的脉冲氙灯L的正极分别与所述的第三IGBT开关Q3的发射极、第四IGBT开关Q4的集电极相连，该第四IGBT开关Q4的发射极接脉冲氙灯L的负极，脉冲氙灯L的负极接地；

所述的方波信号发生器的输出端分别与所述的第三IGBT驱动电路U3的输入端、第一反相器U1的输入端相连，所述的第三IGBT驱动电路U3的输出端接第三IGBT开关Q3的栅极，第一反相器U1的输出端接第二IGBT驱动电路U2的输入端，该第二IGBT驱动电路U2的输出端接第四IGBT开关Q4的栅极。

所述的第二IGBT驱动电路U2或第三IGBT驱动电路U3均包括IGBT驱动芯片KE106、第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9，第十电阻R10、第十三二极管D13、第十四稳压管D14，具体连接关系如下：

IGBT驱动芯片KE106的第一端口连接信号输入，第三端口接第九电容C9，该第九电容C9的另一端接地,；KE106的第四端口接地，第八端口接第十一电阻R11的一端，该第十一电阻R11的另一端接Vcc；KE106的第九端口接第十一电容C11的一端,KE106的第十四端口接第十电容C10的一端，KE106的第十六端口接第十一电容C11的另一端、第十电容C10的另一端；第九电阻R9的一端接KE106的第十六端口，第九电阻的另一端接IGBT的发射极；KE106的第十端口接第八电阻R8的一端，KE106的第十一端口接电阻R7的一端，第七电阻R7的另一端、第八电阻R8的另一端接IGBT的栅极；第六电阻R6的一端接KE106的第十五端口，该电阻的另一端接第十三二极管D13的正极；第十三二极管D13的负极接IGBT的集电极；KE106的第十二端口接Vcc、第十三端口接地；第十四稳压管D14的负极接KE106的第十五端口、正极接IGBT的发射极；第十电阻R10一端接IGBT的栅极，该电阻的另一端接IGBT的发射极；第十三电容C13一端接IGBT的发射极，另一端接地；第十四电容C14一端接IGBT的发射极，另一端接Vcc；第十二电容C12一端接Vcc，另一端接地。

所述的预电离电路包括电源BT、第十八电阻R18、第十七二极管D17、第十七电容C17、气体开关K1和第二变压器T2，具体连接关系如下：

所述的电源BT的正极接第十八电阻R18的一端，该第十八电阻R18的另一端接第十七二极管D17的正极，该第十七二极管D17的负极接脉冲氙灯L的正极；

所述的气体开关K1的正极接第十七二极管D17的正极，该气体开关K1的负极接地，第十七电容C17的一端接第十七二极管D17的正极，该第十七电容C17的另一端接第二变压器T2的第一端口，该第二变压器的第三端口接脉冲氙灯的外部触发丝T，该第二变压器的第二端口和第四端口均接地。

所述的峰值检测电路，包括罗柯夫斯基线圈LC、芯片LF398、第十八电容C18、第十九电阻、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26、第二十七电阻R27、第四十四电阻R44、第五场效应管Q5和第六场效应管Q6，具体连接关系如下：

所述的第二十六电阻R26的一端接芯片LF398的第一端口，该第二十六电阻R26的另一端接Vcc；第二十七电阻R27的一端接芯片LF398的第五端口，另一端接第三运算放大器U3A的2端；芯片LF398的第三端口接罗柯夫斯基线圈LC的输出端，第四端口接地；第五场效应管Q5的漏极接芯片LF398的第六端口，第六场效应管Q6的源极接芯片LF398的第八端口；第十八电容C18的一端接第五场效应管Q5的栅极，另一端接方波信号发生器的输出端；第十九电阻R19一端接方波信号发生器的输出端，该第十九电阻R19另一端接地；第二十电阻R20的一端接第五场效应管Q5的栅极，另一端接第五场效应管Q5的源极；第二十一电阻R21一端接第五场效应管Q5的源极，另一端接地；第二十二电阻R22的一端接第一运算放大器U1A的第三端口，另一端接芯片LF398的第三端口；第四十四电阻R44的一端接第一运算放大器U1A的第二端口，另一端接芯片LF398的第五端口；第二十四电阻R24的一端接第一运算放大器U1A的第二端口，另一端接第一运算放大器U1A的第一端口；第二十三电阻R23的一端接第一运算放大器U1A的1端，另一端接第六场效应管Q6的源极；第二十五电阻R25的一端接第六场效应管Q6的源极，另一端接地；第一运算放大器U1A的第一端口接第六场效应管Q6的栅极；第六场效应管Q6的漏极接Vcc。

所述的反馈电路，包括第二十八电阻R28、第二十九电阻R29、第三十电阻R30、第三十一电阻R31、滑动变阻器R32、第三十三电阻R33、第三十四电阻R34、第三十五电阻R35、第三十六电阻R36、第二运算放大器U2A、第三运算放大器U3A和第四运算放大器U4A，具体连接关系如下：

所述的第三十一电阻R31的一端接Vcc，该第三十一电阻R31的另一端接滑动变阻器R32的第一端口，该滑动变阻器R32的第二端口接地，第三端口接第二运算放大器U2A的3端；第三十电阻R30的一端接第二运算放大器U2A的第二端口，另一端接第二运算放大器U2A的第一端口；第二十九电阻R29的一端接第三运算放大器U3A的第三端口，另一端接第二运算放大器U2A的第一端口；第二十八电阻R28的一端接第三运算放大器U3A的第二端口，另一端接第三运算放大器U3A的第一端口；第三十四电阻R34的一端接第四运算放大器U4A的第三端口，另一端接第三运算放大器U3A的第一端口；第三十三电阻R33一端接Vcc，另一端接第四运算放大器U4A的第三端口；第三十五电阻R35一端接地，另一端接第四运算放大器U4A的第二端口；第三十六电阻R36的一端接第四运算放大器U4A的第二端口，另一端接第四运算放大器U4A的第一端口。

所述的控制电路，包括芯片TL494、第一芯片IXDD414、第二芯片IXDD414、第一三极管Q7、第二三极管Q8、第十九电容C19、第二十电容C20、第二十一电容C21、第二十二电容C22、第二十三电容C23、第二十四电容C24、第二十五电容C25、第二十六电容C26、第二十七电容C27、第三变压器T3、第三十七电阻R37、第三十八电阻R38、第三十九电阻R39、第四十电阻R40、第四十一电阻R41、第四十二电阻R42、第四十三电阻R43、第四十四电阻R44、第四十五电阻R45、第十八二极管D18和第十九二极管D19，具体连接关系如下：

所述的第三十七电阻R37的一端接芯片TL494的第二端口，另一端接芯片TL494的第四端口；第十九电容C19的一端接芯片TL494的第三端口，另一端接芯片TL494的第四端口；第四十四电阻R44的一端接芯片TL494的第四端口，另一端接地；第二十七电容C27的一端接芯片TL494的第五端口，另一端接地；第四十五电阻R45的一端接芯片TL494的第六端口，另一端接地；芯片TL494的第十六端口接地，第八端口、第十一端口、第十二端口分别接Vcc，第十三端口、第十四端口、第十五端口分别接第二端口；第四运算放大器U4A的第一端口接芯片LT494的第一端口；第三十九电阻R39的一端接芯片TL494的第九端口，另一端接第一芯片IXDD414(U7)的第二端口；第四十电阻R40的一端接芯片TL494的第十端口，另一端接第二芯片IXDD414(U8)的第二端口；第三十八电阻R38的一端接Vcc，另一端接第一芯片IXDD414的第一端口；第一芯片IXDD414的第一端口和第八端口相连，第四端口和第五端口相连，第六端口和第七端口分别接地；第二十电容C20和第二十一电容C21并联，且一端接第一芯片IXDD414的第八端口，另一端接地；第四十一电阻R41和第二十四电容C24并联，且一端接第一芯片IXDD414的第六端口，另一端接第三变压器T3的第一端口；第二芯片IXDD414的第一端口接第一芯片IXDD414的第一端口，第二芯片IXDD414的第一端口和第八端口相连，第四端口和第五端口相连，第六端口和第七端口分别接地；第二十二电容C22和第二十三电容C23并联，且一端第二芯片IXDD414的第八端口，另一端接地；第三变压器T3的第二端口与第二芯片IXDD414的第六端口相连，第三变压器T3的第三端口接第四十二电阻R42的一端，该第四十二电阻R42的另一端接第一三极管Q7的基极；第十八二极管D18的正极接第一三极管Q7的基极，该第一三极管Q7的发射极分别与第十八二极管D18的负极、第一IGBT开关Q1的栅极相连，该第一三极管Q7的集电极与第二十五电容C25的一端相连，所述的第三变压器T3的第四端口分别与第二十五电容C25的另一端、第一IGBT开关Q1的发射极相连；该第三变压器T3的第六端口接第四十三电阻R43的一端，该第四十三电阻R43的另一端接第二三极管Q8的基极；第十九二极管D19的正极接第二三极管Q8的基极，第十九二极管D19的负极接第二三极管Q8的发射极；第二三极管Q8的发射极接第二IGBT开关Q2的发射极，第二十六电容C26的一端接第二三极管Q8的集电极，另一端接第三变压器T3的第五端口，该第三变压器T3的第五端口接第二IGBT开关Q2的集电极。

所述的方波信号发生器为AFG3011C，具有调节输出方波脉冲频率及占空比的功能。

预先设定电流脉冲峰值和宽度。主放电电路中第八电容器采用较大的电容值，在预电离电路工作后，方波信号发生器输出触发信号控制第三IGBT开关导通，第四IGBT开关关闭，脉冲氙灯工作；经过预设的电流脉冲宽度时间后，方波信号发生器输出触发信号控制第三IGBT开关关闭、第四IGBT开关导通，脉冲氙灯熄灭。由于方波信号发生器可以调节输出信号的频率和占空比，所以在脉冲氙灯工作过程中可以获得所需的电流脉冲宽度。

同时当脉冲氙灯导通时，峰值检测电路获得脉冲氙灯工作时的电流峰值并保持，并与所设定的电流峰值相比较，比较获得的信息传输到芯片TL494的输入端，控制电路通过调节第一、第二IGBT开关调整高压电源的输出电压，达到调整电流脉冲峰值的目的。

本发明的优点：

1、由于具有方波信号发生器，可以根据实际需要手动设定脉冲氙灯工作的电流脉冲宽度。

2、由于具有电流峰值预设电路，可以根据实际需要手动设定电流峰值；由于电路中具有反馈电路，因而可以自动调节储能电容器电压，以获得所需电流峰值。

3、改善了使用脉冲氙灯的工作条件，且大大提高了调节脉冲氙灯的效率。

附图说明

图1是本发明用于脉冲氙灯仿真测试的电路方框图；

图2是本发明用于脉冲氙灯仿真测试的具体电路图；

图3是IGBT驱动电路原理图。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，一种脉冲氙灯仿真测试电路，包括高压电源、主放电电路、预电离电路、峰值检测电路、反馈电路和控制电路。高压电压的输出端接到主放电电路的输入端，主放电电路的输出端接到脉冲氙灯的相应电极，预电离电路的输出端接到脉冲氙灯的相应电极；峰值检测电路从脉冲氙灯的放电电路中提取电流脉冲峰值并保持，峰值检测电路的输出端接反馈电路的输入端，反馈电路的输出端接控制电路的输入端，控制电路控制高压电源的电压输出。

上述的高压电源中，接市电的三端插头U9的1端接保险丝F1的一端，保险丝F1的另一端接电容C1和电感L1；电容C1的另一端、电感L2的一端接三端插头的2端；电感L1的另一端接二极管D1的正极，电感L2的另一端接二极管D3的正极；电容C2的一端接二极管D1的正极，电容C3的一端接二极管D3的正极；电容C2的另一端、电容C3的另一端共同接三端插头的3端；二极管D1正极接二极管D2的负极，二极管D1的负极接二极管D3的负极，二极管D3正极的接二极管D4的负极，二极管D4的正极接二极管D2的正极；二极管D3的负极连IGBT开关Q1的集电极，二极管D4的正极连IGBT开关Q2的发射极；电容C4、电容C5、电阻R1并联，一端连二极管D3的负极，另一端连二极管D4的负极；IGBT开关Q1的栅极接电阻R2的一端，发射极接电阻R2的另一端；IGBT开关Q2的集电极接IGBT开关Q1的发射极，IGBT开关Q2的栅极接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接IGBT开关Q2的发射极；电感L3的一端接IGBT开关Q1的发射极，另一端接变压器T1的1端；变压器T1的2端接电容C6、电容C7的一端，电容C6的另一端接IGBT开关Q1的集电极，电容C7的另一端接IGBT开关Q2的发射极；二极管D6的负极接二极管D7的正极，二极管D6的正极接二极管D5的负极，二极管D7的负极接二极管D8的正极；二极管D10的负极接二极管D11的正极，二极管D10的正极接二极管D9的负极，二极管D11的负极接二极管D12的正极；二极管D9的正极接二极管D5的正极，二极管D11的正极接二极管D7的正极，二极管D12的负极接二极管D8的负极；变压器的3端接二极管D12的正极，变压器的4端接二极管D8的正极，变压器的5端接二极管D6的正极，变压器的6端接二极管D10的正极；电阻R4的一端接二极管D12的负极，另一端接电阻R6的一端，电阻R6的另一端接IGBT开关Q3的集电极；电阻R5的一端接二极管D5的正极，另一端接IGBT开关Q4的发射极。

上述的主放电电路中，储能电容C8一端接IGBT开关Q3的集电极，另一端接IGBT开关Q4的发射极；IGBT开关Q3的发射极接脉冲氙灯的正极；IGBT开关Q4的集电极接脉冲氙灯的正极，发射极接脉冲氙灯的负极，脉冲氙灯的负极接地；方波信号发生器的输出端接IGBT驱动电路U3的输入端，IGBT驱动电路U3的输出端接IGBT开关Q3的栅极；方波信号发生器的输出端接反相器U1的输入端，反相器U1的输出端接IGBT驱动电路U2的输入端，IGBT驱动电路U2的输出端接IGBT开关Q4的栅极。方波信号发生器AFG3011C具有可以调节输出脉冲频率及占空比的功能。

上述的预电离电路中，电源BT的正极接电阻R18，电阻R18的另一端接二极管D17的正极，二极管D17的负极接脉冲氙灯的正极；气体开关K1的正极接二极管D17的正极，气体开关K1的负极接地；电容C17的一端接二极管D17的正极，另一端接变压器T2的1端；变压器的3端接脉冲氙灯的外部触发丝T，变压器的2端、4端接地。

上述的IGBT驱动电路中，KE106的1端连接信号输入，3端接电容C9，电容C9的另一端接地,；KE106的4端接地，8端接电阻R11的一端，电阻R11的另一端接Vcc；KE106的9端接电容C11的一端,14端接电容C10的一端，16端接电容C11的另一端、电容C10的另一端；电阻R9的一端接KE106的16端，另一端接IGBT的发射极；KE106的10端接电阻R8的一端，11端接电阻R7的一端，电阻R7的另一端、电阻R8的另一端连IGBT的栅极；电阻R6的一端接KE106的15端，另一端接二极管D13的正极；二极管D13的负极接IGBT的集电极；KE106的12端接Vcc，13端接地；稳压管D14的负极接KE106的15端，正极接IGBT的发射极；电阻R10一端接IGBT的栅极，另一端接IGBT的发射极；电容C13一端接IGBT的发射极，另一端接地；电容C14一端接IGBT的发射极，另一端接Vcc；电容C12一端接Vcc，另一端接地。

上述的峰值信号采集电路中，电阻R26的一端接LF398的1端，另一端接Vcc；电阻R27的一端接LF398的5端，另一端接运算放大器U3A的2端；LF398的3端接罗柯夫斯基线圈LC的输出端，4端接地；场效应管Q5的漏极接LF398的6端，场效应管Q6的源极接LF398的8端；电容C18的一端接场效应管Q5的栅极，另一端接方波信号发生器的输出端；电阻R19一端接方波信号发生器的输出端，另一端接地；电阻R20的一端接场效应管Q5的栅极，另一端接场效应管Q5的源极；电阻R21一端接场效应管Q5的源极，另一端接地；电阻R22的一端接运算放大器U1A的3端，另一端接LF398的3端；电阻R44的一端接运算放大器U1A的2端，另一端接LF398的5端；电阻R24的一端接运算放大器U1A的2端，另一端接运算放大器U1A的1端；电阻R23的一端接运算放大器U1A的1端，另一端接场效应管Q6的源极；电阻R25的一端接场效应管Q6的源极，另一端接地；运算放大器U1A的1端接场效应管Q6的栅极；场效应管Q6的漏极接Vcc。

上述的反馈电路中，电阻R31的一端接Vcc，另一端接滑动变阻器R32的1端；滑动变阻器R32的2端接地，3端接运算放大器U2A的3端；电阻R30的一端接运算放大器U2A的2端，另一端接运算放大器U2A的1端；电阻R29的一端接运算放大器U3A的3端，另一端接运算放大器U2A的1端；电阻R28的一端接运算放大器U3A的2端，另一端接运算放大器U3A的1端；电阻R34的一端接运算放大器U4A的3端，另一端接运算放大器U3A的1端；电阻R33一端接Vcc，另一端接运算放大器U4A的3端；电阻R35一端接地，另一端接运算放大器U4A的2端；电阻R36的一端接运算放大器U4A的2端，另一端接运算放大器U4A的1端；运算放大器U4A的1端接LT494的1端。

上述的控制电路中，电阻R37的一端接TL494的2端，另一端接TL494的4端；电容C19的一端接TL494的3端，另一端接TL494的4端；电阻R44的一端接TL494的4端，另一端接地；电容C27的一端接TL494的5端，另一端接地；电阻R45的一端接TL494的6端，另一端接地；TL494的16端接地，8端、11端、12端接Vcc，13端、14端、15端接2端；电阻R39的一端接TL494的9端，另一端接U7的2端；电阻R40的一端接TL494的10端，另一端接U8的2端；电阻R38的一端接Vcc，另一端接U7的1端；U7的1端和8端相连，4端和5端相连，6端和7端接地；电容C20、C21并联，一端连U7的8端，另一端接地；电阻R41、电容C24并联，一端接U7的6端，另一端接变压器T3的1端；U8的1端接U7的1端，U8的1端和8端相连，4端和5端相连，6端和7端接地；电容C22、C23并联，一端连U8的8端，另一端接地；变压器T3的2端与U8的6端相连，变压器T3的3端接电阻R42的一端，电阻R42的另一端接三极管Q7的基极；二极管D18的正极接三极管Q7的基极，二极管D18的负极接三极管Q7的发射极；三极管Q7的发射极接IGBT开关Q1的栅极；电容C25的一端接三极管Q7的集电极，另一端接变压器T3的4端，变压器T3的4端接IGBT开关Q1的发射极；变压器T3的6端接电阻R44的一端，电阻R43的另一端接三极管Q8的基极；二极管D19的正极接三极管Q8的基极，二极管D19的负极接三极管Q8的发射极；三极管Q8的发射极接IGBT开关Q2的发射极，电容器C26的一端接三极管Q8的集电极，另一端接变压器T3的5端，变压器T3的5端接IGBT开关Q2的集电极。

本发明的脉冲氙灯仿真电路，其工作过程如下：

调节滑动变阻器R32，设定电流峰值；预设方波信号发生器的输出频率和占空比。电源BT对电容C17充电，当达到一定的电压后，气体开关S1导通，通过变压器T2的升压，触发丝具有极高的电压，脉冲氙灯内部的气体电离，预电离电路导通，脉冲氙灯L处于预电离状态。打开方波信号发生器，输出高电平，第一高压快速开关Q3导通、第二高压快速开关Q4关闭，储能电容器C8向脉冲氙灯L放电，脉冲氙灯工作。经过高电平维持时间后，方波信号发生器输出低电平，第一高压快速开关Q3关闭、第二高压快速开关Q4导通，主放电电路关闭，脉冲氙灯熄灭。

当脉冲氙灯L工作时，罗柯夫斯基线圈采集脉冲信号输送到峰值检测电路，峰值检测电路获得峰值信号并传输到反馈电路；反馈电路通过比较预设峰值与实际峰值，获得两者之间的比较值输送到控制电路，控制电路调节高压电源的输出电压，从而达到调节电流峰值的目的。经过多次高压电源的调整，电流峰值可以达到与预设值一致的工作状态。

本发明电路原理简单，各个电路模块容易实现，成本低，电流脉冲宽度和峰值可以预设，自动调节速度快，效率高，节省了大量的时间，工作结果比较理想。

Claims (8)

1.一种脉冲氙灯仿真测试电路，其特征在于，包括高压电源(11)、主放电电路(12)、预电离电路(13)、峰值检测电路(14)、反馈电路(15)和控制电路(16)，所述的高压电源的输出端接到主放电电路的输入端，该主放电电路的第一输出端接到脉冲氙灯(L)的相应电极，预电离电路的输出端接到脉冲氙灯(L)的相应电极，所述的主放电电路的第二输出端接峰值检测电路的输入端，该峰值检测电路的输出端接反馈电路的输入端，反馈电路的输出端接控制电路的输入端，控制电路的输出端接高压电源的控制端；

其中，所述的主放电电路控制电流脉冲宽度和频率；所述的预电离电路预先设定电流脉冲峰值和宽度，所述的峰值检测电路从脉冲氙灯的主放电电路中提取电流脉冲峰值并保持；所述的反馈电路比较预设峰值电流与实际峰值电流，并将所得信号输入控制电路；所述的控制电路控制主放电电路的电压，从而调整电流峰值的大小；

所述的高压电源，包括接市电的三端插头(U9)、保险丝F1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7、第八二极管D8、第九二极管D9、第十二极管D10、第十一二极管D11、第十二二极管D12、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一IGBT开关Q1、第二IGBT开关Q2和第一变压器T1；具体连接关系如下：

所述的三端插头的第一端口接保险丝F1的一端，保险丝F1的另一端分别与第一电容C1和第一电感L1的一端相连，所述的三端插头的第二端口分别与第一电容C1的另一端、第二电感L2的一端相连，所述的第一电感L1的另一端接第一二极管D1的正极，第二电感L2的另一端接第三二极管D3的正极；第二电容C2的一端接第一二极管D1的正极，第三电容C3的一端接第三二极管D3的正极；第二电容C2的另一端、第三电容C3的另一端共同接三端插头的第三端口；第一二极管D1正极接第二二极管D2的负极，第一二极管D1的负极接第三二极管D3的负极，第三二极管D3正极的接第四二极管D4的负极，第四二极管D4的正极接第二二极管D2的正极；第三二极管D3的负极连第一IGBT开关Q1的集电极，第四二极管D4的正极连第二IGBT开关Q2的发射极；第四电容C4、第五电容C5、第一电阻R1并联，且一端连第三二极管D3的负极，另一端连第四二极管D4的负极；

所述的第一IGBT开关Q1的栅极接第二电阻R2的一端、发射极接第二电阻R2的另一端；第二IGBT开关Q2的集电极接第一IGBT开关Q1的发射极，第二IGBT开关Q2的栅极接第三电阻R3的一端，第三电阻R3的另一端接第二IGBT开关Q2的发射极；第三电感L3的一端接第一IGBT开关Q1的发射极，第三电感L3的另一端接第一变压器T1的第一端口，第一变压器T1的第二端口分别与第六电容C6、第七电容C7的一端相连，该第六电容C6的另一端接第一IGBT开关Q1的集电极，第七电容C7的另一端接第二IGBT开关Q2的发射极；

所述的第六二极管D6的负极接第七二极管D7的正极，第六二极管D6的正极接第五二极管D5的负极，第七二极管D7的负极接第八二极管D8的正极；第十二极管D10的负极接第十一二极管D11的正极，第十二极管D10的正极接第九二极管D9的负极，第十一二极管D11的负极接第十二二极管D12的正极；第九二极管D9的正极接第五二极管D5的正极，第十一二极管D11的正极接第七二极管D7的正极，第十二二极管D12的负极接第八二极管D8的负极；

所述的第一变压器T1第三端口接第十二二极管D12的正极，变压器的第四端口接第八二极管D8的正极，变压器的第五端口接第六二极管D6的正极，变压器的第六端口接第十二极管D10的正极；

所述的第四电阻R4的一端接第十二二极管D12的负极，第四电阻R4的另一端接第六电阻R6的一端，第六电阻R6的另一端接第三IGBT开关Q3的集电极；第五电阻R5的一端接第五二极管D5的正极，第五电阻R5的另一端接第四IGBT开关Q4的发射极。

2.根据权利要求1所述的脉冲氙灯仿真测试电路，其特征在于：所述的主放电电路，包括储能电容C8、第三IGBT开关Q3、第四IGBT开关Q4、方波信号发生器(U4)、第二IGBT驱动电路U2、第三IGBT驱动电路U3和第一反相器U1；具体连接关系如下：

储能电容C8一端接第三IGBT开关Q3的集电极，储能电容C8的另一端接脉冲氙灯的负极；

所述的脉冲氙灯L的正极分别与所述的第三IGBT开关Q3的发射极、第四IGBT开关Q4的集电极相连，该第四IGBT开关Q4的发射极接脉冲氙灯L的负极，脉冲氙灯L的负极接地；

所述的方波信号发生器(U4)的输出端分别与所述的第三IGBT驱动电路U3的输入端、第一反相器U1的输入端相连，所述的第三IGBT驱动电路U3的输出端接第三IGBT开关Q3的栅极，第一反相器U1的输出端接第二IGBT驱动电路U2的输入端，该第二IGBT驱动电路U2的输出端接第四IGBT开关Q4的栅极。

3.根据权利要求2所述的脉冲氙灯仿真测试电路，其特征在于：所述的第二IGBT驱动电路U2或第三IGBT驱动电路U3均包括IGBT驱动芯片KE106、第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9，第十电阻R10、第十三二极管D13、第十四稳压管D14，具体连接关系如下：

IGBT驱动芯片KE106的第一端口连接信号输入，第三端口接第九电容C9，该第九电容C9的另一端接地,；KE106的第四端口接地，第八端口接第十一电阻R11的一端，该第十一电阻R11的另一端接Vcc；KE106的第九端口接第十一电容C11的一端,KE106的第十四端口接第十电容C10的一端，KE106的第十六端口接第十一电容C11的另一端、第十电容C10的另一端；第九电阻R9的一端接KE106的第十六端口，第九电阻的另一端接IGBT的发射极；KE106的第十端口接第八电阻R8的一端，KE106的第十一端口接电阻R7的一端，第七电阻R7的另一端、第八电阻R8的另一端接IGBT的栅极；第六电阻R6的一端接KE106的第十五端口，该电阻的另一端接第十三二极管D13的正极；第十三二极管D13的负极接IGBT的集电极；KE106的第十二端口接Vcc、第十三端口接地；第十四稳压管D14的负极接KE106的第十五端口、正极接IGBT的发射极；第十电阻R10一端接IGBT的栅极，该电阻的另一端接IGBT的发射极；第十三电容C13一端接IGBT的发射极，另一端接地；第十四电容C14一端接IGBT的发射极，另一端接Vcc；第十二电容C12一端接Vcc，另一端接地。

4.根据权利要求1所述的脉冲氙灯仿真测试电路，其特征在于：所述的预电离电路包括电源BT、第十八电阻R18、第十七二极管D17、第十七电容C17、气体开关K1和第二变压器T2，具体连接关系如下：

所述的电源BT的正极接第十八电阻R18的一端，该第十八电阻R18的另一端接第十七二极管D17的正极，该第十七二极管D17的负极接脉冲氙灯L的正极；

所述的气体开关K1的正极接第十七二极管D17的正极，该气体开关K1的负极接地，第十七电容C17的一端接第十七二极管D17的正极，该第十七电容C17的另一端接第二变压器T2的第一端口，该第二变压器的第三端口接脉冲氙灯的外部触发丝T，该第二变压器的第二端口和第四端口均接地。

5.根据权利要求1所述的脉冲氙灯仿真测试电路，其特征在于：所述的峰值检测电路，包括罗柯夫斯基线圈LC、芯片LF398、第十八电容C18、第十九电阻、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26、第二十七电阻R27、第四十四电阻R44、第五场效应管Q5和第六场效应管Q6，具体连接关系如下：

所述的第二十六电阻R26的一端接芯片LF398的第一端口，该第二十六电阻R26的另一端接Vcc；第二十七电阻R27的一端接芯片LF398的第五端口，另一端接第三运算放大器U3A的2端；芯片LF398的第三端口接罗柯夫斯基线圈LC的输出端，第四端口接地；第五场效应管Q5的漏极接芯片LF398的第六端口，第六场效应管Q6的源极接芯片LF398的第八端口；第十八电容C18的一端接第五场效应管Q5的栅极，另一端接方波信号发生器的输出端；第十九电阻R19一端接方波信号发生器的输出端，该第十九电阻R19另一端接地；第二十电阻R20的一端接第五场效应管Q5的栅极，另一端接第五场效应管Q5的源极；第二十一电阻R21一端接第五场效应管Q5的源极，另一端接地；第二十二电阻R22的一端接第一运算放大器U1A的第三端口，另一端接芯片LF398的第三端口；第四十四电阻R44的一端接第一运算放大器U1A的第二端口，另一端接芯片LF398的第五端口；第二十四电阻R24的一端接第一运算放大器U1A的第二端口，另一端接第一运算放大器U1A的第一端口；第二十三电阻R23的一端接第一运算放大器U1A的1端，另一端接第六场效应管Q6的源极；第二十五电阻R25的一端接第六场效应管Q6的源极，另一端接地；第一运算放大器U1A的第一端口接第六场效应管Q6的栅极；第六场效应管Q6的漏极接Vcc。

6.根据权利要求1所述的脉冲氙灯仿真测试电路，其特征在于，所述的反馈电路，包括第二十八电阻R28、第二十九电阻R29、第三十电阻R30、第三十一电阻R31、滑动变阻器R32、第三十三电阻R33、第三十四电阻R34、第三十五电阻R35、第三十六电阻R36、第二运算放大器U2A、第三运算放大器U3A和第四运算放大器U4A，具体连接关系如下：

所述的第三十一电阻R31的一端接Vcc，该第三十一电阻R31的另一端接滑动变阻器R32的第一端口，该滑动变阻器R32的第二端口接地，第三端口接第二运算放大器U2A的3端；第三十电阻R30的一端接第二运算放大器U2A的第二端口，另一端接第二运算放大器U2A的第一端口；第二十九电阻R29的一端接第三运算放大器U3A的第三端口，另一端接第二运算放大器U2A的第一端口；第二十八电阻R28的一端接第三运算放大器U3A的第二端口，另一端接第三运算放大器U3A的第一端口；第三十四电阻R34的一端接第四运算放大器U4A的第三端口，另一端接第三运算放大器U3A的第一端口；第三十三电阻R33一端接Vcc，另一端接第四运算放大器U4A的第三端口；第三十五电阻R35一端接地，另一端接第四运算放大器U4A的第二端口；第三十六电阻R36的一端接第四运算放大器U4A的第二端口，另一端接第四运算放大器U4A的第一端口。

7.根据权利要求1所述的脉冲氙灯仿真测试电路，其特征在于，所述的控制电路，包括芯片TL494、第一芯片IXDD414、第二芯片IXDD414、第一三极管Q7、第二三极管Q8、第十九电容C19、第二十电容C20、第二十一电容C21、第二十二电容C22、第二十三电容C23、第二十四电容C24、第二十五电容C25、第二十六电容C26、第二十七电容C27、第三变压器T3、第三十七电阻R37、第三十八电阻R38、第三十九电阻R39、第四十电阻R40、第四十一电阻R41、第四十二电阻R42、第四十三电阻R43、第四十四电阻R44、第四十五电阻R45、第十八二极管D18和第十九二极管D19，具体连接关系如下：

所述的第三十七电阻R37的一端接芯片TL494的第二端口，另一端接芯片TL494的第四端口；第十九电容C19的一端接芯片TL494的第三端口，另一端接芯片TL494的第四端口；第四十四电阻R44的一端接芯片TL494的第四端口，另一端接地；第二十七电容C27的一端接芯片TL494的第五端口，另一端接地；第四十五电阻R45的一端接芯片TL494的第六端口，另一端接地；芯片TL494的第十六端口接地，第八端口、第十一端口、第十二端口分别接Vcc，第十三端口、第十四端口、第十五端口分别接第二端口；第四运算放大器U4A的第一端口接芯片LT494的第一端口；第三十九电阻R39的一端接芯片TL494的第九端口，另一端接第一芯片IXDD414(U7)的第二端口；第四十电阻R40的一端接芯片TL494的第十端口，另一端接第二芯片IXDD414(U8)的第二端口；第三十八电阻R38的一端接Vcc，另一端接第一芯片IXDD414的第一端口；第一芯片IXDD414的第一端口和第八端口相连，第四端口和第五端口相连，第六端口和第七端口分别接地；第二十电容C20和第二十一电容C21并联，且一端接第一芯片IXDD414的第八端口，另一端接地；第四十一电阻R41和第二十四电容C24并联，且一端接第一芯片IXDD414的第六端口，另一端接第三变压器T3的第一端口；第二芯片IXDD414的第一端口接第一芯片IXDD414的第一端口，第二芯片IXDD414的第一端口和第八端口相连，第四端口和第五端口相连，第六端口和第七端口分别接地；第二十二电容C22和第二十三电容C23并联，且一端接第二芯片IXDD414的第八端口，另一端接地；第三变压器T3的第二端口与第二芯片IXDD414的第六端口相连，第三变压器T3的第三端口接第四十二电阻R42的一端，该第四十二电阻R42的另一端接第一三极管Q7的基极；第十八二极管D18的正极接第一三极管Q7的基极，该第一三极管Q7的发射极分别与第十八二极管D18的负极、第一IGBT开关Q1的栅极相连，该第一三极管Q7的集电极与第二十五电容C25的一端相连，所述的第三变压器T3的第四端口分别与第二十五电容C25的另一端、第一IGBT开关Q1的发射极相连；该第三变压器T3的第六端口接第四十三电阻R43的一端，该第四十三电阻R43的另一端接第二三极管Q8的基极；第十九二极管D19的正极接第二三极管Q8的基极，第十九二极管D19的负极接第二三极管Q8的发射极；第二三极管Q8的发射极接第二IGBT开关Q2的发射极，第二十六电容C26的一端接第二三极管Q8的集电极，另一端接第三变压器T3的第五端口，该第三变压器T3的第五端口接第二IGBT开关Q2的集电极。

8.根据权利要求2所述的脉冲氙灯仿真测试电路，其特征在于，所述的方波信号发生器为AFG3011C，具有调节输出方波脉冲频率及占空比的功能。