CN110337167B - 一种电弧放电光源 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电弧放电光源，包括：交流电源，交流电输入电路，直流电输入电路。电源切换电路，分别与交流电源、交流电输入电路和直流电输入电路连接；燃弧电路，分别与交流电输入电路和直流电输入电路连接；触发电路，其还包括：第一燃弧触发电路、第二燃弧触发电路、第一变压器和第二变压器，其中，第一变压器的一次侧与交流电源连接，第一变压器的二次侧分别与第一燃弧触发电路、第二燃弧触发电路连接，第一燃弧触发电路和第二燃弧触发电路与第二变压器的二次侧连接，第二变压器的一次侧与燃弧电路连接。本发明交流电源输出的交流市电经过触发电路处理，使得燃弧电路可以稳定地进行电弧放电，进一步提高了交流电弧引燃的稳定性。

Description

一种电弧放电光源

技术领域

本发明涉及电弧放电技术领域，具体涉及一种电弧放电光源。

背景技术

电弧放电是两个电极在一定电压下由气态带电粒子，如电子或离子，维持导电的现象，其是气体放电中最强烈的一种自持放电。电弧放电可以激发试样产生光谱，例如：电弧放电主要发射原子谱线，是发射光谱分析常用的激发光源，其中，油料光谱仪就应用电弧放电激光光源。

目前现有技术中的电弧放电光源通常分为直流电弧放电光源和交流电弧放电光源两种。显然，直流电弧放电光源仅能实现直流电弧放电，交流电弧放电光源仅能实现交流电弧放电，其放电方式较为单一，如果用户既要使用直流电弧放电又要使用交流电弧放电，直流电弧放电光源或交流电弧放电光源就无法满足用户需求，故其放电方式较为单一。并且，直流电弧放电光源或交流电弧放电光源在放电的过程中，由于220V的交流市电与直流电弧放电光源或交流电弧放电光源通电后，220V的交流市电本身不够稳定，当电弧拉弧产生后，更会导致拉弧不够稳定。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种电弧放电光源，以解决作为电源的220V的交流市电本身不够稳定，当电弧拉弧产生后，更会导致拉弧不够稳定的问题。

根据第一方面，本发明实施例提供了一种电弧放电光源，包括：

交流电源，用于提供交流市电；

交流电输入电路，与交流电源连接，用于产生交流输入电压；

直流电输入电路，与交流电源连接，用于产生直流输入电压；

电源切换电路，分别与所述交流电源、所述交流电输入电路和所述直流电输入电路连接，用于切换所述交流电输入电路或所述直流电输入电路；

燃弧电路，分别与所述交流电输入电路和所述直流电输入电路连接，用于产生电弧光源；

触发电路，其还包括：第一燃弧触发电路、第二燃弧触发电路、第一变压器和第二变压器，其中，所述第一变压器的一次侧与所述交流电源连接，所述第一变压器的二次侧分别与所述第一燃弧触发电路、所述第二燃弧触发电路连接，所述第一燃弧触发电路和所述第二燃弧触发电路与所述第二变压器的二次侧连接，所述第二变压器的一次侧与所述燃弧电路连接。

结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，还包括：

限流电路，分别与所述交流电输入电路、所述直流电输入电路和所述燃弧电路连接。

结合第一方面，在第一方面第二实施方式中，还包括：电流调节电路，分别与所述交流电输入电路、所述直流电输入电路和所述触发电路连接。

结合第一方面，在第一方面第三实施方式中，还包括：

电源启动电路，与所述交流电源和所述触发电路连接。

结合第一方面第二实施方式，在第一方面第四实施方式中，还包括：

控制电路，分别与所述电流调节电路和所述电源切换电路连接。

结合第一方面，在第一方面第五实施方式中，所述直流电输入电路还包括：

第一整流电路，与所述交流电源连接；

滤波电路，与所述第一整流电路和所述燃弧电路连接。

结合第一方面，在第一方面第六实施方式中，所述电源切换电路还包括：

电源切换开关，与所述交流电源连接；

继电器互锁电路，与所述电源切换开关、所述交流电输入电路和所述直流电输入电路连接。

结合第一方面第一实施方式，在第一方面第七实施方式中，，所述燃弧电路还包括：

电弧放电回路，分别与所述直流电输入电路、所述交流电输入电路和所述限流电路连接；

分流回路，与所述电弧放电回路连接；

储能电路，与所述第二变压器的一次侧连接；

第一间隙电极，与所述分流电路连接；

第二间隙电极，与所述储能电路连接；

第三变压器，其一次侧分别所述第一间隙电极和所述分流回路连接，其二次侧分别与所述第二间隙电极和所述储能电路连接。

结合第一方面第一实施方式或第一方面第七实施方式，在第一方面第八实施方式中，所述触发电路还包括：

第二整流电路，分别与所述第一燃弧触发电路、所述第二燃弧触发电路和所述第二变压器的二次侧连接。

结合第一方面第一实施方式或第一方面第八实施方式，在第一方面第九实施方式中，所述第一燃弧触发电路还包括：

第一充放电电路，与所述第二变压器的二次侧连接；

第一可控硅器件，与所述第一充放电电路连接；

第一触发电路，与所述第一可控硅器件连接。

结合第一方面第一实施方式或第一方面第八实施方式，在第一方面第十实施方式中，所述第二燃弧触发电路还包括：

第二充放电电路，与所述第二变压器的二次侧连接；

第二可控硅器件，与所述第二充放电电路连接；

第二触发电路，与所述第二可控硅器件连接。

本发明实施例技术方案，具有如下优点：

本发明提供一种电弧放电光源，包括：交流电源，交流电输入电路，直流电输入电路；电源切换电路，分别与交流电源、交流电输入电路和直流电输入电路连接；燃弧电路，分别与交流电输入电路和直流电输入电路连接；触发电路，其还包括：第一燃弧触发电路、第二燃弧触发电路、第一变压器和第二变压器，其中，第一变压器的一次侧与交流电源连接，第一变压器的二次侧分别与第一燃弧触发电路、第二燃弧触发电路连接，第一燃弧触发电路和第二燃弧触发电路与第二变压器的二次侧连接，第二变压器的一次侧与燃弧电路连接。本发明交流电源输出的交流市电经过触发电路处理，使得燃弧电路可以稳定地进行电弧放电，进一步提高了交流电弧引燃的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中电弧放电光源的电路结构框图；

图2为本发明实施例中电弧放电光源的第一电路原理图；

图3为本发明实施例中电弧放电光源的第二电路原理图；

图4为本发明实施例中电弧放电光源的第三电路原理图；

图5为本发明实施例中电弧放电光源的第四电路原理图；

图6为本发明实施例中电弧放电光源的第五电路原理图。

附图标记：

1-交流电源；2-交流电输入电路； 3-直流电输入电路；

31-第一整流电路；32-滤波电路；4-电源切换电路；

41-电源切换开关；42-继电器互锁电路； 5-燃弧电路；

51-电弧放电回路；52-分流回路；53-储能电路；

54-第一间隙电极；55-第二间隙电极；56-第三变压器；

6-触发电路；61-第一燃弧触发电路； 62-第二燃弧触发电路；

63-第一变压器；64-第二变压器；65-第二整流电路；

7-限流电路；8-电流调节电路；9-电源启动电路；

10-控制电路。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明实施例提供一种电弧放电光源，如图1所示，包括：交流电源1、交流电输入电路2、直流电输入电路3、电源切换电路4、燃弧电路5及触发电路6。

具体地，在图1中，交流电源1，用于提供交流市电。此处的交流电源1为电网输出的220V，50Hz的交流市电，其存在一定周期变化特征。如图2所示，交流电源1包括熔断器FU1、常闭触点JC3-2,熔断器FU2、常闭触点JC3-3，熔断器FU3、交流电源开关S4，其中，熔断器FU1与常闭触点JC3-2连接，熔断器FU2与常闭触点JC3-3连接，熔断器FU3与交流电源开关S4连接。

具体地，在图1中，交流电输入电路2与交流电源1连接，用于产生交流输入电压。此处的交流电输入电路2可以作为交流电弧放电的输入电源。在一具体实施例中，如图2所示，交流电输入电路2包括：电阻R1、电容C1、常闭触点JC1-2、常闭触点JC1-3、交流电流表A2，其中，电阻R1与电容C1连接，电容C1与交流电源1中的熔断器FU3连接，常闭触点JC1-2与电阻R1连接，常闭触点JC1-3与电容C1连接，交流电流表A2与常闭触点JC1-3连接。

具体地，在图1中，直流电输入电路3与交流电源连接1，用于产生直流输入电压。此处的直流电输入电路3可以作为直流电弧放电的输入电源。在一具体实施例中，在图1中，直流电输入电路3还包括：第一整流电路31和滤波电路32，其中，第一整流电路31与交流电源1连接，滤波电路32与第一整流电路31和燃弧电路5连接。具体地，如图2所示，第一整流电路31包括四个整流管BG1、BG2、BG3、BG4构成整流桥ZP20，以及常开触点JC2-2、常开触点JC2-3，常开触点JC2-2、常开触点JC2-3与整流桥ZP20连接。在图2中，其中，滤波电路32包括电阻R2、电容C2、电感L3、电容C3、电容C4和电阻R3，其中，电阻R2与电容C2连接，电感L3的一端与电阻R2连接，电感L3的另一端与电容C3、电容C4、电阻R3连接，电容C3、电容C4以及电阻R4并联连接。在图2中，直流电输入电路3还包括直流电流表A1。电容C3可以防止高频电能窜入低频电路。

具体地，在图1中，电源切换电路4，分别与交流电源1、交流电输入电路2和直流电输入电路3连接，用于切换交流电输入电路2或直流电输入电路3。在一具体实施例中，电源切换电路4还包括：电源切换开关41和继电器互锁电路42，其中，电源切换开关41，与交流电源1连接，继电器互锁电路42，与电源切换开关41、交流电输入电路2和直流电输入电路3连接。具体地，在图3中，电源切换电路4中的电源切换开关41为单刀双掷开关S3、继电器互锁电路42由常闭触点JC2-1，继电器1JC，常闭触点JC1-1，继电器2JC，其中，电源切换开关41（S3）的输入端与图2中的交流电源开关S4连接，电源切换开关41（S3）的第一输出端与常闭触点JC1-1连接，常闭触点JC1-1与继电器2JC连接，电源切换开关41（S3）的第二输出端与常闭触点JC2-1连接，常闭触点JC2-1与继电器1JC连接。

具体地，在图1中，燃弧电路5，分别与交流电输入电路2和直流电输入电路3连接，用于产生电弧光源。在一具体实施例中，在图1中，燃弧电路5还包括：电弧放电回路51、分流回路52、储能电路53、第一间隙电极54、第二间隙电极55和第三变压器56。

其中，电弧放电回路51，分别与直流电输入电路3、交流电输入电路2和限流电路7连接，分流回路52，与电弧放电回路51连接，储能电路53，与第二变压器64的一次侧连接，第一间隙电极54，与分流回路52连接，第二间隙电极55，与储能电路53连接，第三变压器56，其一次侧分别与第一间隙电极54和分流回路52连接，其二次侧分别与第二间隙电极55和储能电路53连接。在图4中，电弧放电回路51由继电器K1C、电阻R23、常开触点JC2-4、常闭触点JC3-7，电阻R24，构成，其中，电阻R24与常闭触点JC3-7连接，二者构成自放电回路，该自放电回路可以避免电弧在放电的过程中，防止操作人员发生触电的现象，当停止电弧放电时，常闭触点JC3-7闭合，电能通过电阻R24迅速放电，放电时间不到1s。在图3中，继电器K1C与电阻R23连接，电阻R23与电阻R24连接，继电器K1C通过常开触点JC2-4与常闭触点JC3-7连接。使用直流电输入电路3产生的电弧通过继电器K1C与电阻R23完成放电。

其中，在图4中，分流回路52包括电容C5、电容C6、电容C7、电感L1、电感L2、电容C8、电阻R4以及电容C9，其中，电容C5与常闭触点JC3-7、常开触点JC2-4连接，电容C6与电感L1和电容C5连接，电容C6与电容C7连接，电容C6还接地，电容C7与电感L2连接，电感L1通过电容C8与电感L2连接，电阻R4与电容C9连接，已连接的电阻R4和电容C9与电容C8并联连接。上述中的电容C8是分流电容，对50Hz的低频电流容抗很大而对高频电路畅通（阻低频通高频），也就是起到高频和低频的分路作用，高频扼流圈L1（电感L1）和高频扼流圈L2（电感L2），防止高频电压反馈而保护触发电路6中的可控器件；电阻R4为阻尼电阻，和电容C9串联后再与电容C8并联，作用是使高频振荡电流很快阻尼，使电弧电流在很小的情况下也不致使低频和高频的合成电流为零，因而发生器在电流很小的情况下也能稳定工作。其中，电感L1、电感L2、电容C6、电容C7、电容C5，可以进一步起到高频滤波的作用，达到保护整流桥ZP20免受电路中浪涌电压的侵袭，在其输入端及输出端接入电阻R1、电容C1、电阻R2以及电容C2进行阻容吸收。

其中，在图4中，储能电路53为电容C10，电容C10与触发电路6中的第二变压器64（B4）的一次侧连接。在图3中，第一间隙电极54为T1，第一间隙电极54（T1）的第一端与电容C9连接，第一间隙电极54(T1)的第二端与第三变压器56（B3）的一次侧连接，第三变压器56（B3）的一次侧还与电阻R4连接。在图4中，第二间隙电极55为T2，第二间隙电极55（T2）的第一端与第三变压器56（B3）的二次侧连接，第二间隙电极55（T2）的第二端与储能电路53的电容C10连接，电容C10的两端分别与触发电路6中的第二变压器64（B4）的一次侧连接。交流电源1输出的220V、50Hz的交流市电经过图3中触发电路6中第一变压器63（B2），二次侧输出相差180°的两路110V电压，经第一燃弧触发电路61、第二燃弧触发电路62后加到第二变压器64（B4）的一次侧初级线圈上，在二次侧的次级线圈上输出3-4KV高压，此高压一方面加到第二间隙电极55（T2）上,另一方面同时给电容C10充电。当电压达到第二间隙电极55（T2）的击穿电压时，第二间隙电极55（T2）产生火花放电，电容C10积蓄的能量也通过第二变压器64（B4）的初级线圈和第二间隙电极55（T2）释放出来，由于第二变压器64（B4）的电感作用，在第二变压器64（B4）与电容C10构成的放电回路中产生LC串联振荡回路（高频振荡），振荡电压经过后一个第二变压器64（B4）进一步提高，在第二变压器64（B4）的二次侧次级线圈输出，经过电容C6和50Hz的低频电压同时施加在第一间隙电极54（T1）上，使得第一间隙电极54（T1）燃烧，达到燃弧的目的。

具体地，在图1中，触发电路6，其还包括：第一燃弧触发电路61、第二燃弧触发电路62、第一变压器63和第二变压器64，其中，第一变压器63的一次侧与交流电源1连接，第一变压器63的二次侧分别与第一燃弧触发电路61、第二燃弧触发电路62连接，第一燃弧触发电路61和第二燃弧触发电路62与第二变压器64的二次侧连接，第二变压器64的一次侧与燃弧电路5连接。

在一具体实施例中，触发电路6还包括：第二整流电路65，分别与第一燃弧触发电路61、第二燃弧触发电路62和第二变压器64的二次侧连接。在图4中，第二整流电路65由电阻R5、电阻R6及整流管BG5构成，电阻R5、电阻R6及整流管BG5依次串联连接，电阻R5与第二变压器64（B4）的二次侧连接。

在一具体实施例中，上述中的第一燃弧触发电路61还包括：第一充放电电路、第一可控硅器件及第一触发电路。

其中，第一充放电电路，与第二变压器64的二次侧连接。具体地，在图5中，第一充放电电路包括电容C12、电阻R11、电阻R12及整流管BG10，电容C12、电阻R11、电阻R12及整流管BG10依次串联连接构成第一充放电电路，电容C12可以直接与图3中的第二变压器64（B4）的二次侧连接，在图4与图5中，电容C12通过第二整流电路65中的整流管BG15与第二变压器64（B4）的二次侧连接。

第一可控硅器件，与第一充放电电路连接。在图5中，第一可控硅器件为可控硅BG14，该可控硅BG14与第一充放电电路中的电容C12连接。

第一触发电路，与第一可控硅器件连接。在图5中，第一触发电路包括电容C14、电阻R8、电容C15、电阻R13、电阻R17、单结晶体管BG11、电阻R15、电容C17、电阻R19、可调电阻RS1、整流管BG17、电阻R21、整流管BG5。其中，第一可控硅器件BG14的门极与电容C15连接，电容C15与电阻R13连接，电阻R13分别与电阻R17和单结晶体管BG11连接，单结晶体管BG11与电阻R15、电阻R19、电容C17连接，电阻R15分别与可调电阻RS1、稳压管BG7、电阻R21连接，电阻R21与整流管BG5连接，第一可控硅器件BG14的阳极分别与电容C12、电阻R8连接。第一触发电路还包括第一开关电路，该第一开关电路由常开触点JC1-5，常闭开关J-2构成，常开触点JC1-5与常闭开关J-2并联连接，常开触点JC-5、常闭开关J-2与整流管BG9与整流管BG5连接。

在一具体实施例中，上述中的第二燃弧触发电路62还包括：第二充放电电路、第二可控硅器件及第二触发电路连接。

其中，第二充放电电路，与第二变压器64的二次侧连接。具体地，在图5中，第二充放电电路包括电容C11、电阻R9、电阻R10及整流管BG9，电容C11、电阻R9、电阻R10、整流管BG9依次串联连接构成第二充放电电路，电容C11可以直接与图4中的第二变压器64（B4）的二次侧连接，在图4中，电容C12通过第二整流电路65中的整流管BG15与第二变压器64（B4）的二次侧连接。

第二可控硅器件，与第二充放电电路连接。在图5中，第二可控硅器件为可控硅GB14，该可控硅GB14与第二充放电电路中的电容C11连接。

第二触发电路，与第二可控硅器件连接。第二触发电路包括电容C13、电阻R7、电容C16、电阻R14、电阻R18、单结晶体管BG12、电阻R16、电容C18、电阻R20、可调电阻RS2、整流管BG18、电阻R22、整流管BG6。其中，第二可控硅器件BG13的门极与电容C16连接，电容C16与电阻R14连接，电阻R14分别与电阻R18和单结晶体管BG12连接，单结晶体管GB12与电阻R16、电阻R20、电容C18连接，电阻R16分别与可调电阻RS2、稳压管BG8、电阻R22连接，电阻R22与整流管BG6连接，第二可控硅器件BG13的分别与电容C11、电阻R7连接.第二触发电路还包括第二开关电路，该第二开关电路由常开触点JC1-4、常闭开关JC-1构成，常闭开关J-1与常开触点JC1-4并联连接，常开触点JC-4、常闭开关J-1与整流管BG10与整流管BG6连接。

在一具体实施例中，在图3中，第一变压器63为B2，其二次侧绕组的中点为公共地，二次侧绕组的a、b两端是反相的，相差180°，第一变压器63（B2）的一次侧与交流电源1连接，从交流电源1获取220V、50Hz的交流市电。第一变压器63（B2）二次侧的中点41-1与图4中的第二变压器64（B4）的二次侧连接。第一变压器63（B2）二次侧绕组的b端与第一燃弧触发电路6中的第一触发电路中的第一开关电路连接，在图3中，第一变压器63（B2）二次侧绕组的b端42-1与图5中的常开触点JC1-5、常闭开关J-2连接；第一变压器63(B2)二次侧绕组的a端与第二燃弧触发电路6中的第二触发电路中的第二开关电路连接，在图3中，第一变压器63(B2)二次侧绕组的a端40-1与图5中的常开触点JC1-4、常闭开关J-1连接。

在一具体实施例中，如图1所示，本发明实施例中的电弧放电光源，还包括：限流电路7、电流调节电路8、电源启动电路9及控制电路10。

具体地，在图1中，限流电路7，分别与交流电输入电路2、直流电输入电路3和燃弧电路5连接。如图6所示，限流电路7包括交流电流表A4、直流电流表A3、可调电阻RS3、可调电阻RS4、可调电阻RS5、常开触点JC4-1、常开触点JC5-1，单刀多掷开关S6。在图6中，可调电阻RS3、可调电阻RS4、可调电阻RS5并联连接后与单刀多掷开关S6连接，交流电流表A4与交流电输入电路2连接，直流电流表A3与直流电输入电路3连接，可调电阻RS3与燃弧电路5连接，可调电阻RS4通过常开触点JC4-1与燃弧电路5连接，可调电阻RS5通过常开触点JC5-1与燃弧电路5连接。本实施例中的限流电路7是一个限流电阻箱，通过限流电路7，在电弧放电过程中可以调节或限制放电电流。限流电阻箱内部的板型电阻采用串接方式，即图-中的可调电阻RS3、RS4、RS4，每个结点处都引出一根连线分别接到不同位置。改变接点位置皆可以改变二级电流和三级电流的大小，每点间的电流改变范围<1A。在图6中，交流电弧放电和直流电弧放电共用一个限流电路7，直流电弧的放电电流由直流电流表A3指示，指示电流为平均值，交流电弧放电电流则由交流电流表A4指示，由于交流电弧放电的电流为非正弦波行，所以此电流值有一定的波形误差。

具体地，在图1中，电流调节电路8，分别与交流电输入电路2、直流电输入电路3和触发电路6连接。在图3中，电流调节电路8包括常开触点JC-1，单刀双掷开关S5、继电器KT1、继电器KT2、继电器KM4C、继电器KM5C，其中常开触点JC3-1与单刀双掷开关S5连接，单刀双掷开关S5的1端与2端连接后与继电器KT1连接，继电器KT1与继电器KM4C连接构成一级电流调节支路，同理，单刀双掷开关S5的3端与2端连接后与继电器KT2连接，继电器KT2与继电器KM5C连接构成二级或三级电流调节支路。手动控制单刀双掷开关S5变换电流大小，和限流电路7匹配，选择一级电流、二级电流或三级电流。

具体地，在图1中，电源启动电路9，与交流电源1和触发电路6连接。在图2中，电源启动电路9包括：第四变压器B1、常开触点JC3-5、常闭触点JC3-6、启动指示灯LED1、停止指示灯LED2，其中，第一变压器63（B1）的一次侧与交流电源1、直流电输入电路3和交流电输入电路2连接，第一变压器63(B1)的二次侧与常开触点JC3-5、常闭触点JC3-6、启动指示灯LED1、停止指示灯LED2连接。

具体地，在图1中，控制电路10，分别与电流调节电路8和电源切换电路4连接。在图3中，控制电路10包括单刀双掷开关S2、开关SB1、开关SB2、继电器3JC、电容C150、电阻R200、常开触点JC3-1，控制器。其中，单刀双掷开关S2的2端与3端连接是选择自动开关，单刀双掷开关S2的2端与1端连接是选择手动开关，开关SB1与开关SB2连接，开关SB2与继电器3JC连接，继电器3JC与直流电输入电路3和交流电输入电路2连接，电容器C150、电阻R200、常开触点JC3-1依次串联连接后与控制器连接，该控制器用于控制燃弧电路5使用直流电输入电路3或交流电输入电路2进行电弧放电。

由于交流电源1输出的220V,50Hz的交流市电存在一定的不稳定性，所以交流电源1输出的交流市电经过触发电路6处理，使得燃弧电路5可以稳定地进行电弧放电，进一步提高了交流电弧引燃的稳定性。

本发明实施例中的电弧放电光源的具体工作原理如下：

在图3中，当闭合交流电源1的交流电源开关S4，此时，利用电源切换电路4中的单刀双掷开关S3，当选择交流电输入电路2时，继电器1JC的线圈通电，常开触点JC1-2、常开触点JC1-3工作。在图2中，常开触点JC1-2、JC1-3、JC3-2、JC3-3闭合，220V、50Hz交流市电的电压经常开触点JC1-2、图4中的电感L1、第三变压器56（B3）至第一间隙电极54（T1）上；常开触点JC1-3闭合、电流经过图2中的交流电流表A2、图6中的限流电路7、图4中的电感L2至第一间隙电极54（T1）电极。同时，220V、50Hz的交流市电，通过触发电路6中的第一变压器63(B2)变压后给第一燃弧触发电路61和第二燃弧触发电路62供电，触发第一可控硅器件BG14和第二可控硅器件BG13，再经燃弧电路5形成的高频高压信号和另一路的220V、50Hz电压加在第一间隙电极54(T1)上，产生电弧放电。

在图2中，当闭合交流电源1的交流电源1开关S4，此时，利用电源切换电路4中的单刀双掷开关S3，当选择直流电输入电路3时，继电器2JC的线圈通电，常开触点JC2、常开触点JC3工作。常开触点JC2-2、常开触点JC2-3、常开触点JC3-2、常开触点JC3-3闭合，交流电源1输出的220V、50Hz的交流市电经常开触点JC2-2、常开触点JC2-3、常开触点JC3-2、常开触点JC3-3至整流桥ZP20，整流桥ZP20滤波后经图4中的电感L3、继电器K1C、电阻R23和图2中的直流电流表A1、图6中的限流电路7、图4中的电感L2至第一间隙电极54（T1）上；同时，220V、50Hz的交流市电，通过触发电路6中的第一变压器63（B2）变压后给第一燃弧触发电路61和第二燃弧触发电路6供电，触发第一可控硅器件和第二可控硅器件，再经燃弧电路5形成的高频高压信号加在第一间隙电极54（T1）上，产生电弧放电。

具体地，由于直流电是连续的、不间断的，而交流电是周期性变化的。本实施例中触发电路6采用固定相位的脉冲触发燃弧电路5，从而提高了交流电弧引燃相位的稳定性。

触发电路6中第一燃弧触发电路6的具体工作过程如下：

在图3中，在交流电源1输出50Hz的正半周期内，a点为正，在图5中，则整流管BG10正向导通，电源经过整流管BG10、电阻R11、电阻R12、电容C12、整流管BG15、电阻R5、电阻R6对电容C12充电，第一可控硅器件BG14在此周期内没有触发讯号给门极，第一可控硅器件BG14处于正向阻断状态。电容C12充电达ea的峰值时，整流管BG10、整流管BG15处于零偏置，直至ea反相，整流管BG10、整流管BG15处于反相偏置，电容C12充至ea的峰值并保持。当ea反相后，在交流电源1输出50Hz的负半周周期的某一时刻，第一可控硅器件BG14的门极收到正触发脉冲，第一可控硅器件BG14由正向阻断状态转为导通状态，电容C12所充的电能通过第一可控硅器件BG14向图4中的第三变压器56（B3）的一次侧放电，因整流管BG15反相偏置处于阻断状态，在第一可控硅器件BG14导通的时间内，电容C12与第二变压器64B4的一次侧绕组的等效电感组成LC振荡电路，其振荡频率，当第二间隙电极55（T2）工作时，第二变压器64（B4）一次侧绕组等效电感约为1.266mH，电容C12为20uF，所以振荡频率约为1000Hz。此振荡电流反向时，第一可控硅器件BG14反相偏置，使其迅速处于反向阻断状态而关断。因此，由第二变压器64（B4）及电容C12组成的振荡电路，仅产生半个周期的放电，第二变压器64（B4）的一次侧绕组得到一束前沿极陡的负脉冲Ve，尖脉冲的峰值电流Io与持续时间Do，通过如下公式计算：

；；

在图4中，电容C12放电的尖脉冲，加到第二变压器64（B4）的一次侧，匝数比110：3800。因此，第二变压器64（B4）的二次侧绕组将感应到约4KV的高压尖脉冲，此高压尖脉冲的前沿首先对高压电容C10充电，当充到电压达到第二间隙电极55（T2）的击穿电压时（约3KV/mm），第二间隙电极55（T2）间隙击穿放电。高压电容C10与第三变压器56（B3）的一次侧线圈组成另一个LC振荡电路，振荡频率约1MHz。此高频高压信号经高频变压器耦合到第三变压器56（B3）的二次侧绕组上，在第一间隙电极54（T1）间隙上将得到约为20KVp-p的高压讯号。由于第一间隙电极54（T1）上的高频高压远远高于其击穿电压，第一间隙电极54(T1)的气体电离，加载第一间隙电极54(T1)上的220V、50Hz低频电压，产生电弧放电。由于第一间隙电极54(T1)上的高频高压信号的持续时间约为0.5ms，在此信号的前几个周期内，足以引着各低频电源，因此引燃的讯号呈脉冲束状，其频率和交流电源1输出的50Hz交流电同步。

同理，触发电路6中第二燃弧触发电路6中的具体工作过程同上。

在图5中，交流电源1输出的50Hz的交流市电是周期性交替对第二变压器64(B4)放电，在第一间隙电极54(T1)上50Hz交流市电的正负周期内的任一时刻都有一组1MHz、持续时间约为0.5ms的高频高压脉冲击穿工作间隙，使得50Hz的交流电源1产生弧光放电。燃弧的时间在50Hz交流市电的每个半周期内不能维持电弧时自燃熄灭，从而产生交替的交流电弧放电。

交流电弧的引燃相位完全取决于第一可控硅器件BG14、第二可控硅器件BG13的开通时刻，为了达到两只可控硅器件开通时刻的精准度，第一可控硅器件BG14通过第一触发电路6触发产生触发脉冲进而控制第一可控硅器件BG14的开通，第二可控硅器件BG13通过第二触发电路6触发产生触发脉冲进而控制第二可控硅器件BG13的开通，从而使得第一可控硅器件BG14、第二可控硅器件BG13和50Hz的交流市电同步，确保交流市电的稳定性。

第一燃弧触发电路6中的第一触发电路通过一组单结晶体管BG11等电子元器件组成。在图3中，50Hz的交流市电接至第一变压器63(B2)上，第一变压器63(B2)二次侧两组反相的电压ea、eb在各自的正半周分别使图5中的整流管BG5，整流管BG6正向导通，在各自的负半周截止。所以，图5中，在整流管BG5、整流管BG6的阴极得到相位差180°的两个脉冲直流电压。由于两个稳压管BG7、稳压管BG8的存在，经整流管BG5、整流管BG6得到的直流电压的前沿、后沿部分低于稳压管BG7、稳压管BG8的稳定电压时，稳压管BG7、稳压管BG8对其不起作用，而高于稳压值的部分由于稳压管BG7、稳压管BG8的分流作用，使直流波形被削成平顶的梯形波，其幅值约为24V，此电压与第一可控硅器件BG14、第二可控硅器件BG13的供电同步，称作同步电压。经电阻R15、电阻R17加到单结晶体管BG11的基极上，单结晶体管BG11发射极电容C17上的电压随着梯形波的零点起开始经可调电阻RS1，电阻R19充电，当充电电压Vc<n*Vbb+0.7V时（n为分压化），单结晶体管BG11发射极对其基极b1间呈很高的阻抗，单结晶体管BG11发射极电流Ie近似为零，单结晶体管BG11发射极与其基极b2间呈阻断状态。电容C17继续按RC的时间参数充电（R为可调电阻RS1、电阻R19的等效电阻）。随着电容C17的电压升高，加到单结晶体管BG11发射极的电位也升高。当Vc≥n*Vbb+0.7V时，单结晶体管BG11发射极对基极呈导通状态。电容C17的电能迅速通过e-b2向电阻R17放电，由于电阻R17的阻值很小，单结晶体管BG11的e-b1导通时电阻也很小（约为16Ω25Ω），因此电容C17放电速度很快，放电的时间参数为：E（放）=（R7+R e-b）*C≈60us。此放电电流在电阻R17上呈尖顶状脉冲，经过限流电阻R13输出到第一可控硅器件的门级作为发生讯号。电容C17放电后由于Vc下降，单结晶体管BG11又处于阻断状态，同步电源又经过可调电阻RS1、电阻R19再次对C17充电，充到单结晶体管BG11导通电压时再次放电，此过程反复进行直至同步电源的梯形波电压为零时，电容停止充放电，即在同步电源梯形波存在的周期内第一可控硅器件BG14的门级得到多个尖顶的触发脉冲，在第一个触发脉冲出现时第一可控硅器件BG14被触发开通。

同理，另一组单结晶体管BG12等电子元器件组成的第二触发电路6，通过第二触发电路6触发第二可控硅器件BG13与交流电源1输出的50Hz的交流市电同步。与第一触发电路6的具体工作过程相同。

由于通过第一变压器63（B2）输出的两组触发脉冲讯号是由两组对称的反相180°的触发电路6产生的，并与燃弧电路5同步，所以两组可控硅的开通时间相差180°的相位差，又与50Hz交流电源1同步，使每半周交流电弧的引燃相位稳定性提高。

直流电弧通过燃弧电路5引燃后，第一间隙电极54（T1）两端电压迅速降低到20V-40V，继电器K1C因欠电压而断开，使燃弧电路5停止工作；当直流电弧燃弧过程中，因某些原因发生断弧，300V直流电压的作用，继电器K1C再次吸合，提供引燃电压引燃直流电弧。

交流电弧通过燃弧电路5除了工交流电弧放电时每半周引着电弧外，也供电流电弧首次燃弧的点燃，不同处仅为点燃直流电弧后自动关断燃弧电路5，防止引燃的火花对直流电弧激发的电弧产生干扰。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种电弧放电光源，其特征在于，包括：

交流电源，用于提供交流市电；

交流电输入电路，与交流电源连接，用于产生交流输入电压；

直流电输入电路，与交流电源连接，用于产生直流输入电压；

电源切换电路，分别与所述交流电源、所述交流电输入电路和所述直流电输入电路连接，用于切换所述交流电输入电路或所述直流电输入电路；

燃弧电路，分别与所述交流电输入电路和所述直流电输入电路连接，用于产生电弧光源；

触发电路，其还包括：第一燃弧触发电路、第二燃弧触发电路、第一变压器和第二变压器，其中，所述第一变压器的一次侧与所述交流电源连接，所述第一变压器的二次侧分别与所述第一燃弧触发电路、所述第二燃弧触发电路连接，所述第一燃弧触发电路和所述第二燃弧触发电路与所述第二变压器的二次侧连接，所述第二变压器的一次侧与所述燃弧电路连接；

限流电路，分别与所述交流电输入电路、所述直流电输入电路和所述燃弧电路连接；

电弧放电回路，分别与所述直流电输入电路、所述交流电输入电路和所述限流电路连接；所述电弧放电回路由继电器、电阻、常开触点、常闭触点，电阻构成，其中，电阻与常闭触点连接，二者构成自放电回路；

分流回路，与所述电弧放电回路连接；

储能电路，与所述第二变压器的一次侧连接；

第一间隙电极，与所述分流回路连接；

第二间隙电极，与所述储能电路连接；

第三变压器，其一次侧分别所述第一间隙电极和所述分流回路连接，其二次侧分别与所述第二间隙电极和所述储能电路连接。

2.根据权利要求1所述的电弧放电光源，其特征在于，还包括：电流调节电路，分别与所述交流电输入电路、所述直流电输入电路和所述触发电路连接。

3.根据权利要求1所述的电弧放电光源，其特征在于，还包括：

电源启动电路，与所述交流电源和所述触发电路连接。

4.根据权利要求2所述的电弧放电光源，其特征在于，还包括：

控制电路，分别与所述电流调节电路和所述电源切换电路连接。

5.根据权利要求1所述的电弧放电光源，其特征在于，所述直流电输入电路还包括：

第一整流电路，与所述交流电源连接；

滤波电路，与所述第一整流电路和所述燃弧电路连接。

6.根据权利要求1所述的电弧放电光源，其特征在于，所述电源切换电路还包括：

电源切换开关，与所述交流电源连接；

继电器互锁电路，与所述电源切换开关、所述交流电输入电路和所述直流电输入电路连接。

7.根据权利要求1所述的电弧放电光源，其特征在于，所述触发电路还包括：

第二整流电路，分别与所述第一燃弧触发电路、所述第二燃弧触发电路和所述第二变压器的二次侧连接。

8.根据权利要求1或7所述的电弧放电光源，其特征在于，所述第一燃弧触发电路还包括：

第一充放电电路，与所述第二变压器的二次侧连接；

第一可控硅器件，与所述第一充放电电路连接；

第一触发电路，与所述第一可控硅器件连接。

9.根据权利要求1或7所述的电弧放电光源，其特征在于，所述第二燃弧触发电路还包括：

第二充放电电路，与所述第二变压器的二次侧连接；

第二可控硅器件，与所述第二充放电电路连接；

第二触发电路，与所述第二可控硅器件连接。