CN203340389U

CN203340389U - 一种氘灯电源

Info

Publication number: CN203340389U
Application number: CN2013204365532U
Authority: CN
Inventors: 钱跃国; 李惺; 沈兴炎
Original assignee: JIAKE ELECTRONICS CO Ltd ZHEJIANG
Current assignee: JIAKE ELECTRONICS CO Ltd ZHEJIANG
Priority date: 2013-07-23
Filing date: 2013-07-23
Publication date: 2013-12-11
Anticipated expiration: 2023-07-23

Abstract

本实用新型公开了一种氘灯电源，解决了传统氘灯电路复杂，效率低，可靠性差的问题，本实用新型的氘灯电源包括：在氘灯点亮前，对所述氘灯的灯丝进行预热的氘灯灯丝预热电路；在所述氘灯的灯丝预热完成后，对所述氘灯进行放电启辉的氘灯启辉触发电路；在所述氘灯启辉后，对所述氘灯稳定发光强度的氘灯恒流电路；在所述氘灯运行过程中，起控制作用的单片机控制电路。本实用新型具有体积小、效率高；易启辉，可将传统氘灯电源不能启辉的氘灯重新点亮；氘灯的电流稳定性高，噪音低；保护功能完善，遇到氘灯老化或故障自动关闭输出的优点。

Description

一种氘灯电源

技术领域

本实用新型涉及发光器件技术领域，特别涉及一种氘灯电源。

背景技术

氘灯是用于光度分析仪器非常理想的紫外光源，在生化分析仪器中，广泛使用。其光谱连续，波长190nm～400nm。目前商品化的智能氘灯电源主要靠国外进口，价格昂贵。氘灯电源比较复杂，需要对灯丝预热和起辉。起辉后，在氘灯阳极和阴极之间保持70V～80V的电压，这样氘灯才可以点亮，发出紫外光。为了维持氘灯亮度的稳定性，以及延长氘灯的寿命，起辉后，氘灯应该维持300mA的高精度电流。

现有的氘灯电源大都采用恒流驱动，高压电容通过继电器触点切换触发启辉的方式。如附图1 所示，氘灯的工作过程为：系统通电后，灯丝预热电源Vf 输出电压，对氘灯灯丝进行预热，灯丝发热发射电子。同时高压触发开关连接高压Vs和触发电容，通过限流电阻R对电容进行充电。20秒后，触发开关由延时电路控制转向氘灯阳极端，此时触发电容上的高压通过电阻R加到氘灯阳极和阴极之间使其启辉。氘灯点亮后，由恒流源对氘灯进行供电。

发明内容

由于传统氘灯电源采用线性电源设计，利用继电器触点切换启辉氘灯的工作方式，具有电路复杂，效率低，可靠性差的弱点。本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种氘灯电源，具有体积小、效率高；易启辉，可将传统氘灯电源不能启辉的氘灯重新点亮；氘灯的电流稳定性高，噪音低；保护功能完善，遇到氘灯老化或故障自动关闭输出的优点。

本实用新型采用的主要技术方案是：一种氘灯电源，包括：

在氘灯点亮前，对所述氘灯的灯丝进行预热的氘灯灯丝预热电路；

在所述氘灯的灯丝预热完成后，对所述氘灯进行放电启辉的氘灯启辉触发电路；

在所述氘灯启辉后，对所述氘灯稳定发光强度的氘灯恒流电路；

在所述氘灯运行过程中，起控制作用的单片机控制电路。

本实用新型还采用如下附属技术方案：

氘灯灯丝预热电路在输入时采用开关电源高频变压器T1的预热绕组，所述预热绕组的一端连接整流二极管V10的阳极，所述整流二极管V10的阴极连接至电容C19的正极，所述预热绕组的另一端连接至电容C19的负极，整流滤波成直流电压；所述氘灯灯丝预热电路还包括场效应管V11、稳压二极管V16和光电耦合器N3，所述场效应管V11的漏极连接至电容C19的正极，所述场效应管V11的栅极连接至隔离单片机驱动信号的光电耦合器N3的输出端，并通过稳压二极管V16和电容C22连接至电容C19的负极，所述场效应管V11的栅极还通过电阻R16、电阻R17连接高压电容C6的正极，所述场效应管V11的源极通过所述氘灯输出插座XS2连接至氘灯灯丝端。

氘灯启辉触发电路在输入时采用开关电源高频变压器T1的高压绕组，所述高压绕组的一端先后连接整流二极管V8、整流二极管V9和电阻R21，所述电阻R21的另一端连接至电容C6的正极，所述电阻R21的另一端还串联电阻R18和电阻R19，所述电阻R19的另一端连接至触发电容C20的正极，所述触发电容C20的正极还串联限流电阻R13，并连接至晶闸管V12的阳极，所述晶闸管V12的阴极连接至输出地，所述晶闸管V12的触发端与电阻R8相连接至Vcc，所述晶闸管V12的触发端还与三极管V13的集电极相连接，所述三极管V13的发射集连接至输出地，所述三极管V13的基极串联电阻R28连接至单片机N11的端口GP4，整流滤波成直流电压，采用电阻R18和电阻R19对触发电容C20进行充电；采用所述晶闸管V12通过限流电阻R13进行放电；启辉电压采用叠加方式将高压绕组480V电压和电压HV串联，所述电压HV的电压为120V，产生所述氘灯阳极和阴极启辉电压600V。

氘灯恒流电路的电压基准N7通过电阻R50连接至运算放大器N12的同相输入端，所述运算放大器N12的反相输入端通过电阻R57连接恒流调整三极管V15的发射极，所述运算放大器N12的输出端通过三极管V19连接所述恒流调整三极管V15的基极，所述恒流调整三极管V15的集电极和二极管V14的阴极相连、所述恒流调整三极管V15的发射极和电阻R31串联，所述二极管V14的阳极和所述氘灯的阴极连接，所述氘灯恒流电路还包括电阻R38，所述电阻R38的一端与电阻R31相连接，所述电阻R38的另一端与三极管V18的基极连接，所述三极管V18的发射极与地相连，所述三极管V18的集电极与所述单片机N11的端口GP1连接；所述氘灯恒流电路还包括恒流调整三极管V15限功率电路，所述恒流调整三极管V15限功率电路包括运算放大器N9B，所述运算放大器N9B的同相输入端通过电阻R43连接至所述电压基准N7，所述运算放大器N9B的反相输入端通过电阻R20、电阻R33、电阻R44连接至所述恒流调整三极管V15的集电极，所述运算放大器N9B的输出端通过二极管V21连接至光电耦合器N2，所述三极管V17的基极连接至所述单片机N11的端口GP5，所述三极管V17的集电极通过电阻R44连接至运算放大器N9B的反相输入端。

单片机控制电路的稳压集成电路N8向所述单片机N11提供5V电源，所述单片机N11的端口GP3通过光电耦合器N4隔离连接至遥控信号输入插座XS4；所述单片机N11的端口GP0通过二极管V22连接至运算放大器N12的反相输入端；所述单片机N11的端口GP1连接至三极管V18的集电极；所述单片机N11的端口GP2通过光电耦合器N3隔离连接至场效应管V11的栅极；所述单片机N11的端口GP4通过电阻R28连接至三极管V13的基极；所述单片机N11的端口GP5通过电阻R30连接至三极管V17的基极。

采用本实用新型带来的有益效果是：具有体积小、效率高；易启辉，可将传统氘灯电源不能启辉的氘灯重新点亮；氘灯的电流稳定性高，噪音低；保护功能完善，遇到氘灯老化或故障自动关闭输出的优点。

附图说明

以下结合附图作进一步说明：

图1为现有技术中典型氘灯驱动电源原理图。

图2为本实用新型一种氘灯电源的结构示意图。

图3为本实用新型一种氘灯电源的多路输出开关电源电路图。

图4为本实用新型一种氘灯电源的氘灯灯丝预热电路图。

图5为本实用新型一种氘灯电源的氘灯启辉触发电路图。

图6为本实用新型一种氘灯电源的氘灯恒流电路图。

图7为本实用新型一种氘灯电源的恒流调整三极管V15限功率电路图。

图8为本实用新型一种氘灯电源的单片机控制电路图。

具体实施方式

如图2所示，一种氘灯电源，包括：

在氘灯点亮前，对氘灯的灯丝进行预热的氘灯灯丝预热电路；

在氘灯的灯丝预热完成后，对氘灯进行放电启辉的氘灯启辉触发电路；

在氘灯启辉后，对氘灯稳定发光强度的氘灯恒流电路；

在氘灯运行过程中，起控制作用的单片机控制电路。

如图3所示，一种氘灯电源的多路输出开关电源，输入端交流电压经滤波器EMI、整流桥V1，电容C3滤波成直流高压；集成电路N1包含PWM和MOSFET，将直流高压斩波成高频矩形电压，通过开关电源高频变压器T1耦合，整流输出120V电压给氘灯恒流电路，480V电压给氘灯启辉触发电路，12V电压给氘灯灯丝预热电路，另一种形式是采用2.5V电压给氘灯灯丝预热电路，运算放大器N9A为电压反馈电路，电阻R39、电阻R40、电阻R51采样输出电压HV，电压HV的电压为120V，电压HV和电压基准N7比较，输出误差信号，通过二极管V20隔离，光电耦合器N2耦合，调节集成电路N1输出的PWM的占空比，稳定输出电压。

如图4所示，一种氘灯电源的氘灯灯丝预热电路，在输入时采用开关电源高频变压器T1的预热绕组，预热绕组的一端连接整流二极管V10的阳极，整流二极管V10的阴极连接至电容C19的正极，预热绕组的另一端连接至电容C19的负极，整流滤波成直流电压；氘灯灯丝预热电路还包括场效应管V11、稳压二极管V16和光电耦合器N3，场效应管V11的漏极连接至电容C19的正极，场效应管V11的栅极连接至隔离单片机驱动信号的光电耦合器N3的输出端，并通过稳压二极管V16和电容C22连接至电容C19的负极，场效应管V11的栅极还通过电阻R16、电阻R17连接高压电容C6的正极，场效应管V11的源极通过氘灯输出插座XS2连接至氘灯灯丝端，光电耦合器N3用来接收来自单片机N11的预热指令，当光电耦合器N3输入端为低电平时，场效应管V11导通，给氘灯灯丝预热。

如图5所示，一种氘灯电源的氘灯启辉触发电路，在输入时采用开关电源高频变压器T1的高压绕组，高压绕组的一端先后连接整流二极管V8、整流二极管V9和电阻R21，电阻R21的另一端连接至电容C6的正极，电阻R21的另一端还串联电阻R18和电阻R19，电阻R19的另一端连接至触发电容C20的正极，触发电容C20的正极还串联限流电阻R13，并连接至晶闸管V12的阳极，晶闸管V12的阴极连接至输出地，晶闸管V12的触发端与电阻R8相连接至Vcc，晶闸管V12的触发端还与三极管V13的集电极相连接，三极管V13的发射集连接至输出地，三极管V13的基极串联电阻R28连接至单片机N11的端口GP4，整流滤波成直流电压，采用电阻R18和电阻R19对触发电容C20进行充电，三极管V13接收来自单片机N11的启辉触发指令，当三极管V13输入端为低电平时，三极管V13截止，晶闸管V12导通，并通过限流电阻R13进行放电；启辉电压采用叠加方式将高压绕组480V电压正极通过晶闸管V12导通后加压到电压HV，电压HV的电压为120V，产生氘灯阳极和阴极启辉电压600V。

如图6、图7所示，一种氘灯电源的氘灯恒流电路的电压基准N7通过电阻R50连接至运算放大器N12的同相输入端，电压基准N7的电压为2.5V，运算放大器N12的反相输入端通过电阻R57连接恒流调整三极管V15的发射极，运算放大器N12的输出端通过三极管V19连接恒流调整三极管V15的基极，恒流调整三极管V15的集电极和二极管V14的阴极相连、恒流调整三极管V15的发射极和电阻R31串联，二极管V14的阳极和氘灯的阴极连接，氘灯恒流电路还包括电阻R38，电阻R38的一端与电阻R31相连接，电阻R38的另一端与三极管V18的基极连接，三极管V18的发射极与地相连，三极管V18的集电极与单片机N11的端口GP1连接，运算放大器N12反相输入端通过电阻R57采集氘灯电流，电阻R31将氘灯工作电流信号转化为电压信号，此电压信号和同相输入端的电压基准N7比较，产生误差电压，经三极管V19缓冲，驱动恒流调整三极管V15的导通特性，调节流经氘灯的电流；氘灯恒流电路还包括恒流调整三极管V15限功率电路，恒流调整三极管V15限功率电路包括运算放大器N9B，运算放大器N9B的同相输入端通过电阻R43连接至电压基准N7，运算放大器N9B的反相输入端通过电阻R20、电阻R33、电阻R44连接至恒流调整三极管V15的集电极，运算放大器N9B的输出端通过二极管V21连接至光电耦合器N2，三极管V17的基极连接至单片机N11的端口GP5，三极管V17的集电极通过电阻R44连接至运算放大器N9B的反相输入端；电阻R33、电阻R20采用恒流调整三极管V15的压降信号，输入到运算放大器N9B的反相输入端，同相输入端接电压基准N7，运算放大器N9B输出端通过二极管V21隔离，驱动图1的多路输出开关电源的光电耦合器N2，调节集成电路N1的占空比。

如图8所示，一种氘灯电源的单片机控制电路的稳压集成电路N8向单片机N11提供5V电源，单片机N11将氘灯运行时所需的程序进行控制，单片机N11的端口GP3通过光电耦合器N4隔离连接至遥控信号输入插座XS4；单片机N11的端口GP0通过二极管V22连接至运算放大器N12的反相输入端；单片机N11的端口GP1连接至三极管V18的集电极，三极管V18监控氘灯的工作状态，将信号输入单片机N11；单片机N11的端口GP2通过光电耦合器N3隔离连接至场效应管V11的栅极；单片机N11的端口GP4通过电阻R28连接至三极管V13的基极；单片机N11的端口GP5通过电阻R30连接至三极管V17的基极，三极管V17将氘灯电压输出关闭时，停止恒流调整三极管V15限功耗电路的工作，光电耦合器N4输入氘灯使能遥控信号。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见。

本实用新型不局限于以上实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样落在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种氘灯电源，其特征在于，包括：

在所述氘灯运行过程中，起控制作用的单片机控制电路。

2.根据权利要求1 所述的一种氘灯电源，其特征在于：所述氘灯灯丝预热电路在输入时采用开关电源高频变压器T1的预热绕组，所述预热绕组的一端连接整流二极管V10的阳极，所述整流二极管V10的阴极连接至电容C19的正极，所述预热绕组的另一端连接至电容C19的负极，整流滤波成直流电压；所述氘灯灯丝预热电路还包括场效应管V11、稳压二极管V16和光电耦合器N3，所述场效应管V11的漏极连接至电容C19的正极，所述场效应管V11的栅极连接至隔离单片机驱动信号的光电耦合器N3的输出端，并通过稳压二极管V16和电容C22连接至电容C19的负极，所述场效应管V11的栅极还通过电阻R16、电阻R17连接高压电容C6的正极，所述场效应管V11的源极通过所述氘灯输出插座XS2连接至氘灯灯丝端。

3.根据权利要求1 所述的一种氘灯电源，其特征在于：所述氘灯启辉触发电路在输入时采用开关电源高频变压器T1的高压绕组，所述高压绕组的一端先后连接整流二极管V8、整流二极管V9和电阻R21，所述电阻R21的另一端连接至电容C6的正极，所述电阻R21的另一端还串联电阻R18和电阻R19，所述电阻R19的另一端连接至触发电容C20的正极，所述触发电容C20的正极还串联限流电阻R13，并连接至晶闸管V12的阳极，所述晶闸管V12的阴极连接至输出地，所述晶闸管V12的触发端与电阻R8相连接至Vcc，所述晶闸管V12的触发端还与三极管V13的集电极相连接，所述三极管V13的发射集连接至输出地，所述三极管V13的基极串联电阻R28连接至单片机N11的端口GP4，整流滤波成直流电压，采用电阻R18和电阻R19对触发电容C20进行充电；采用所述晶闸管V12通过限流电阻R13进行放电；启辉电压采用叠加方式将高压绕组480V电压和电压HV串联，所述电压HV的电压为120V，产生所述氘灯阳极和阴极启辉电压600V。

4.根据权利要求1 所述的一种氘灯电源，其特征在于：所述氘灯恒流电路的电压基准N7通过电阻R50连接至运算放大器N12的同相输入端，所述运算放大器N12的反相输入端通过电阻R57连接恒流调整三极管V15的发射极，所述运算放大器N12的输出端通过三极管V19连接所述恒流调整三极管V15的基极，所述恒流调整三极管V15的集电极和二极管V14的阴极相连、所述恒流调整三极管V15的发射极和电阻R31串联，所述二极管V14的阳极和所述氘灯的阴极连接，所述氘灯恒流电路还包括电阻R38，所述电阻R38的一端与电阻R31相连接，所述电阻R38的另一端与三极管V18的基极连接，所述三极管V18的发射极与地相连，所述三极管V18的集电极与所述单片机N11的端口GP1连接；所述氘灯恒流电路还包括恒流调整三极管V15限功率电路，所述恒流调整三极管V15限功率电路包括运算放大器N9B，所述运算放大器N9B的同相输入端通过电阻R43连接至所述电压基准N7，所述运算放大器N9B的反相输入端通过电阻R20、电阻R33、电阻R44连接至所述恒流调整三极管V15的集电极，所述运算放大器N9B的输出端通过二极管V21连接至光电耦合器N2，所述三极管V17的基极连接至所述单片机N11的端口GP5，所述三极管V17的集电极通过电阻R44连接至运算放大器N9B的反相输入端。

5.根据权利要求1 所述的一种氘灯电源，其特征在于：所述单片机控制电路的稳压集成电路N8向所述单片机N11提供5V电源，所述单片机N11的端口GP3通过光电耦合器N4隔离连接至遥控信号输入插座XS4；所述单片机N11的端口GP0通过二极管V22连接至运算放大器N12的反相输入端；所述单片机N11的端口GP1连接至三极管V18的集电极；所述单片机N11的端口GP2通过光电耦合器N3隔离连接至场效应管V11的栅极；所述单片机N11的端口GP4通过电阻R28连接至三极管V13的基极；所述单片机N11的端口GP5通过电阻R30连接至三极管V17的基极。