CN202143278U - 一种小功率氙灯点燃触发装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种小功率氙灯点燃触发装置。该装置由主储能电容，高压硅堆、氙灯、高压变压器辅助触发储能电容、触发开发、高压限流电阻、金属丝和电源组成。金属丝缠绕在氙灯管壁上且与高压变压器次级相连，高压变压器初级分别与辅助触发储能电容、高压限流电阻和触发开关相连；高压硅堆两端分别与氙灯阴极和电源相连；主储能电容两端分别与氙灯阳极和电源相连。该装置具有体积小、工作可靠、寿命长、能量利用率高、适应与各种环境中使用等有益效果。本实用新型可广泛运用于光子脱毛、嫩肤等医疗美容行业，也可以用于高功率闪光灯用于摄影监控等方面。

Description

一种小功率氙灯点燃触发装置
技术领域
本发明涉及一种光子脱毛设备氙灯触发点燃装置，特别是一种小功率氙灯触发点燃装置，属于医疗美容设备技术领域。
技术背景
一般地，许多光子脱毛设备都是用氙灯来产生高能光子。氙灯在工作时需要有直流电，并且需要高压脉冲来触发。氙灯的放电通常是由高压触发脉冲启动，触发点燃装置的功能是在两个电极之间建立起电离火花束，从而导致主储能电容放电。初始的火花束是通过建立足够的电压梯度，使气体发生电离而形成的。当施加触发电压时，在氙灯阴极和灯内壁附近区域就发生放电，内壁部分几乎处于阴极电极。接着，该部分玻璃壁与仍然保持较高电位的更远区域之间发生放电，这种状态一直持续下去，直到达到阳极为止。
触发点燃装置常用的方法有外部触发、串联注入触发、预燃触发和准预燃触发。在外部触发的器件中，触发电线在闪光灯的电极之间，并与高压变压器次级相连。通过变压器初级给电容器放电，从而产生高压。闪光灯的触发电压约为5-10KV。
制作触发点燃装置的一般传统方法是：
1：对于小功率氙灯通常是使用外部触发。如Solid-State LaserEngineering by Walter Koechner书中所述的高重复率系统中储能电容器的谐振放电电路中所采用的触发装置。它将金属镍或钨丝1缠绕在氙灯2玻璃壁上金属丝的另一端连接高压变压器3的次级，高压变压器3的初级连接触发储能容器4、触发开关5、限流电阻6。需要触发点燃氙灯时触发开关5导通，触发储能电容器4内储存的能量通过高压变压器3的初级放电，然后再高压变压器3的次级产生一个感应高压，这个高压直接加载在缠绕氙灯2玻璃壁上的金属丝1上使氙灯2内壁玻璃附近区域发生放电如附图1所示。
上述方法装置简单、元器件数量少、无半导体元件因此极其可靠。但这种方法要求加载在氙灯阴极与阳极之间的电压(通常需要高压400V)较高才能可靠工作。较高的阴极与阳极电压会加重氙灯阴极溅射明显增加大大缩短了氙灯的使用寿命，同时光子脱毛设备所使用的光子波长通常都大于570nM，过高的阴阳极电压会造成氙灯的电流密度上升发射光谱向短波长移动，长波长发射能量比例减小等问题。
2：对于大功率氙灯通常使用预燃放电的工作方式。将高压触发电源7、维持预燃电源8、高压硅堆9、氙灯10、储能电容11按照一定的方式相连如附图2所示。通过高压触发电源与维持预燃电源为氙灯连续以低电流点亮后将灯内阻降至极低的范围，这个时候再通过储能电容向氙灯放电。
上述方法的特点是延长了氙灯的寿命阴极溅射明显减小、减少了电磁干扰和射频干扰辐射、可以使用较低的电压加载在氙灯两端以提高发射谱中长波长的比例和提高能量的利用效率，但这种方法需要增加较多的元器件成本较高、同时高压半导体元件较多可靠性降低、设备实现较为复杂同时预点燃电流需要维持不断地通过氙灯，因此需要更好的冷却方式对氙灯进行冷却(通常用水冷)。因此在小功率氙灯点燃应用中几乎没有使用。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术存在的缺陷、弥补不足、提供一种小功率氙灯使用的触发点燃装置，能够满足家用、具有便携、手持结构简单、成本低廉、能量利用率高、工作可靠等优点的氙灯触发点燃装置。
为了实现上述目的，本发明涉及的小功率氙灯触发点燃装置的技术方案是这样实现的：它包括主储能电容12、高压硅堆13、氙灯14、高压变压器15、辅助触发储能电容16a、辅助触发储能电容16b、直流电源17、触发开关18、高压限流电阻19、金属丝20。金属丝20缠绕在氙灯14灯管壁上且与高压变压器15的次级相连。高压变压器15的初级分别与辅助储能电容16a、辅助储能电容16b、触发开关18相连。辅助储能电容16a与高压限流电阻19相连。辅助触发储能电容16b一端连接触发开关18，另一端与氙灯14阴极相连。高压硅堆13的阳极连接氙灯14的阴极，高压硅堆13的阴极与直流电源负极17相连。主储能电容12正极连接氙灯14阳极，主储能电容12的负极连接直流电源17负极。当触发开关18断开时辅助储能电容16a、16b通过高压电流电阻19充电；当触发开关18闭合时，辅助触发电容16a向高压变压器15初级端放电，在高压变压器15次级产生高压触发脉冲约5KV-15KV，同时辅助触发电容16b与氙灯14阴极连接点产生一个大小与主储能电容12电压相同但极性相反的电位。这时加载在氙灯12阴极与阳极之间的电压将提高为主储能电容12两端电压的2倍。利用这个瞬间两倍的电压避免了在氙灯14阴极与阳极较低的电压下无法可靠点燃的问题。同时选取适当的辅助储能电容16b的大小也避免了氙灯14阴极溅射的问题大大延长了氙灯14的使用寿命。由于主储能电容12电压未提高，避免了氙灯14发射光谱中长波比例减小造成了能量利用率下降的问题。
本实用新型所称的氙灯点燃触发装置采用的高压变压器15是一种初级与次级匝数比较大的特殊变压器，一般次级匝数通常是初级匝数的数十倍以上。同时为保证良好的绝缘特性整个装置一般都由环氧树脂进行灌封处理。当在高压变压器初级施加一个瞬间电压后将在高压变压器次级生产一个相同于初级电压数十倍的感应电压。
本实用新型所称的氙灯点燃触发装置采用的主储能电容12通常是一种容量较大的耐压较高的电解电容或其它材质电容。其特点是能在瞬间完全释放自身所储存的能量，同时允许瞬间释放出极大的电流。
本实用新型所说称的氙灯点燃触发装置采用的辅助储能电容16a、16b通常是一种容量较小、耐压极高的固态电容如高压陶瓷电容、金属化电容等。
本实用新型所称的氙灯点燃触发装置采用的高压硅堆13是一种特殊的二极管其耐压要求通常需要高于主储能电容12最高电压。同时能承受极大的脉冲电流(通常达到数千安培)。
本实用新型所称的氙灯点燃触发装置采用的氙灯14是一种气体放电灯，它有两个电极密度在透明石英玻璃管内。玻璃管内通常填充惰行气体。
本实用新型具有以下有益效果：
与传统外触发方式相比成本增加甚少，并且主要由被动元件组成在各种环境下工作可靠寿命长，能可靠点燃更长极间距的氙灯同时大大降低氙灯阳极电压降低了氙灯工作时的电流密度，改善了氙灯阴极溅射的现象理论上延长了氙灯工作寿命。由于无需过高的阳极电压氙灯发射光谱中长波长所占比例较高因此提高了能量利用率。
与预燃放电方式相比，本发明具有明显的成本优势所用器件数量更少因此体积更小更适合在体积受限的环境中使用(如各种便携和手持设备)同时本发明兼具预燃放电方式的主要优点。本实用新型可广泛应用于需要手持便携型光子脱毛、嫩肤等医疗美容行业也可用于高功率闪光灯用于摄影监控等方面。
附图说明
图1：传统外部触发装置示意图
图2：预燃放电示意图
图3：一种小功率氙灯点燃触发装置构示意图
具体实施方式
本实用新型所称的一种小功率氙灯点燃触发装置的具体实施例结合图3叙述如下(但该实施例不应理解为对本实用新型的限制)：
它包括主储能电容12、高压硅堆13、氙灯14、高压变压器15、辅助触发储能电容16a、辅助触发储能电容16b、直流电源17、触发开关18、高压限流电阻19、金属丝20(如图3所示)。金属丝20缠绕在氙灯14灯管壁上且与高压变压器15的次级相连。高压变压器15的初级分别与辅助储能电容16b、触发开关18相连。辅助储能电容16a与高压限流电阻19相连，辅助触发储能电容16b一端连接触发开关18，另一端与氙灯14阴相连。高压硅堆13的阳极连接氙灯14的阴极，高压硅堆13的阴极与直流电源17负极相连。主储能电容12正极连接氙灯14阳极，主储能电容12的负极连接直流电源17负极。氙灯14采用美国Amglo公司生产的，其工作电压高压350V。主储能电容12采用EPCOS公司的B43415C9108A的闪光灯专用电容两个其容量为1000uF额定耐压400V。辅助储能电容16a、16b采用AVX公司3640CC104KAT1A型多层陶瓷电容器。高压硅堆13采用VISHAY公司生产P600M三个并联。高压限流电阻20采用功率1W阻值680K欧姆的水泥电阻。触发开关19采用HF32FA-012-HSL1小型继电器代替。在储能电容12两端接入直流300V后，闭合触发开关19氙灯即可正常发光。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。倘若对本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (3)

1.一种小功率氙灯点燃触发装置，它由主储能电容(12)、高压硅堆(13)、氙灯(14)、高压变压器(15)、辅助触发储能电容(16a)、辅助触发储能电容(16b)、直流电源(17)、触发开关(18)、高压限流电阻(19)、金属丝(20)，其特征是，金属丝(20)缠绕在氙灯(14)灯管壁上且与高压变压器(15)的次级相连，高压变压器(15)的初级分别与辅助触发储能电容(16a)、辅助储能电容(16b)、触发开关(18)相连，辅助储能电容(16a)的另一端与高压限流电阻(19)相连，辅助触发储能电容(16b)一端连接触发开关(18)，辅助触发储能电容(16b)另一端与氙灯(14)阴极相连，高压硅堆(13)的阳极连接氙灯(14)的阴极，高压硅堆(13)的阴极与直流电源(17)负极相连，主储能电容(12)正极连接氙灯(14)阳极，主储能电容(12)的负极连接直流电源(17)负极。
2.根据权利要求1所述的小功率氙灯点燃触发装置，其特征在于辅助储能电容(16a)、辅助储能电容(16b)是容量较小、耐压极高的固态电容。
3.根据权利要求1所述的小功率氙灯点燃触发装置，其特征在于主储能电容(12)是一种容量较大的耐压较高的电解电容或其它材质电容。
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