CN203490533U - 一种短弧超高压投影灯驱动器检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种短弧超高压投影灯驱动器检测装置，包括：投影灯驱动器固定台，固定投影灯驱动器；高压直流可调电源，向投影灯驱动器提供可调的工作电压；投影灯光源驱动器负载，提供检测投影灯光源驱动器所用负载；信号发生器，产生同步信号，并发送给通讯控制接口模块；通讯控制接口模块，接收信号发生器发送的同步信号，实现检测装置同步控制、投影灯驱动器和输出负载切换模块控制，并与外部设备通信；输出负载切换模块，切换投影灯驱动器负载；低压直流电源，为通讯控制接口模块提供工作电压。本实用新型能有效提升短弧超高压投影灯驱动器产品质量，完善光源系统质量管理系统。

Description

一种短弧超高压投影灯驱动器检测装置

技术领域

本实用新型涉及投影灯驱动器检测领域，尤其涉及一种短弧超高压投影灯驱动器的模拟功能检测、性能分析装置。

背景技术

多媒体投影器技术向小型、轻便、高亮度方向快速发展。配套需要的高亮度短弧光源已进入第三代——短弧超高压汞灯（UHP）时代，这种短弧超高压投影灯近年来由于工艺改进又有较大的进展。发光电弧缩短至1mm，寿命可望达到1000小时以上，可组成更紧凑的光学系统，并迅速成为微显示投影灯和大屏幕液晶背投电视光学引擎的首选和标准配置。

短弧超高压汞灯的成功在于它相对于其他传统投影灯而言具有更为优异的特性：与LAD、DLP等主流微显示大屏幕投影技术平台相适应，具有更高集光效率的技术特性—全向辐射的超高亮度点光源、比较理想的连续光谱分布、超高的光度及良好的显色性、特别是较长的使用寿命和光谱稳定性。

同时这种新型的光源器件对于驱动器也提出了更高的要求，其主要原因是短弧超高压汞灯工作于极限的气体放电条件下，放电的建立和维持，以及再起内部复杂的物理化学过程中保持电极和电弧稳定性需要驱动器提供精确而恰当的输出，特别是工作过程中需要实现闭环调控，驱动器的拓扑架构更为复杂。因此，这对驱动器质量检测也提出更高的要求，但目前国内无量产短弧超高压投影灯驱动器的生产厂家，所以并没有相关检测设备，为国内空白；目前生产厂家一般都是借用HID镇流器特性分析仪，提高采样速率、提高输入电压等级来实现测量，但HID镇流器只能完成输入、输出特性参数测量与数据波形测量，无法实现与对投影灯驱动器其它功能测量的目的，如：过热保护、驱动器老化保护等。并且所有的数据都需要手工抄写，记录，无法完成自动判断产品是否合格、并形成数据记录保存的功能。

实用新型内容

为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种短弧超高压投影灯驱动器检测装置，以提升短弧超高压投影灯驱动器产品质量，填补国内空白，并完善光源系统质量管理系统。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种短弧超高压投影灯驱动器检测装置，该检测装置包括投影灯驱动器，投影灯驱动器固定在投影灯驱动器固定台上，投影灯驱动器与向其提供可调工作电压的高压直流电源直接相连；投影灯驱动器通过负载切换模块与投影灯驱动器负载相连，投影灯光源驱动器负载包括投影灯和模拟电子负载；投影灯驱动器通过通讯控制接口模块将投影灯驱动器检测信号发送给控制台；控制台将控制信号发送给通讯控制接口模块，通讯控制接口模块驱动投影灯驱动器和负载切换模块。

投影灯驱动器固定台，用于固定投影灯驱动器；高压直流电源，用于向投影灯驱动器提供可调的工作电压；投影灯驱动器负载，用于提供检测投影灯驱动器所用负载；投影灯光源驱动器负载包括投影灯和模拟电子负载；投影灯，用于验证投影灯驱动器启动有效性；模拟电子负载，用于模拟投影灯。通讯控制接口模块，用于接收控制台发送的控制信号，并根据控制信号检测投影灯驱动器相应功能，驱动负载切换模块切换投影灯驱动器负载；还用于生成检测数据，并发送给控制台；负载切换模块，用于在通讯控制接口模块驱动下切换投影灯驱动器负载；控制台，用于控制投影灯驱动器的检测，并发送控制信号给通讯控制接口模块；还用于接收通讯控制接口模块发送的检测数据，并进行分析处理。

更进一步的，通讯控制接口模块包括驱动器接口部分电路、信号整形电路、信号切换电路、电平转换电路及功能控制模块；投影灯驱动器外接有采集投影灯驱动器检测信号的驱动器接口部分电路，驱动器接口部分电路依次通过信号整形电路、信号切换电路、电平转换电路将投影灯驱动器检测信号发送给控制台；控制台将驱动器控制信号通过电平转换电路、信号切换电路、信号整形电路发送给控制投影灯驱动器的驱动器接口部分电路；控制台还将功能控制信号通过电平转换电路、信号切换电路发送给集成投影灯驱动器多种检测功能的功能控制模块。

驱动器接口部分电路，用于实现投影灯驱动器检测数据的采集，并生成检测信号发送给信号整形电路；还用于接收信号整形电路发送的驱动器控制信号，并根据驱动器控制信号驱动投影灯驱动器；信号整形电路，用于对接收到检测信号的进行整形输出，并发送给信号切换电路；还用于接收信号切换电路发送的驱动器控制信号，并发送给驱动器接口部分电路；信号切换电路，用于控制台的驱动下完成远程通讯控制、外同步信号控制及电平控制功能的线路切换；还用于将接收到的驱动器控制信号发送给信号整形电路，并将接收到的功能控制信号发送给功能控制模块；还用于将接收到的检测信号发送给电平转换电路；电平转换电路，用于将接收到的检测信号转换为检测数字信号发送给控制台；还用于接收控制台发送的驱动器控制数字信号和功能控制数字信号，并转换为驱动器控制信号和功能控制信号发送给信号切换电路；功能控制模块，用于根据接收到的功能控制信号执行相应的检测功能。

功能控制模块负责开关控制、外调制信号控制、寿命测试控制、输出状态指示、功率控制、温度保护测试控制、风冷系统控制，可以实现可调风冷，输出功率正常模式与节电模式切换，定点加热热保护功能验证，外调制同步功能验证，驱动器管压异常保护功能验证等。

更进一步的，高压直流可调电源还用于验证投影灯驱动器最高输入电压保护与最低启动电压；高压直流可调电源通过通信串口与外接设备相连。

更进一步的，模拟电子负载用于验证投影灯过寿命高电压及异常低管压；模拟电子负载通过通信串口与外接设备相连。模拟电子负载包括直流电子负载和交流电子负载，本实用新型优先采用直流模拟电子负载，以直流模拟电子负载作为理想驱动器负载的模拟状态进行精确测试。

更进一步的，该检测装置还包括信号发生器，所述信号发生器通过通讯控制接口模块与投影灯驱动器、负载切换模块和投影灯驱动器负载相连；所述信号发生器还通过通信串口与外接设备相连。信号发生器用于实现本检测装置同步控制功能，信号发生器通过通信串口与外接设备相连。

有益效果：（1）本实用新型提供的一种投影灯光源驱动器功能验证、性能判断的检测装置，减少人员参与程度，能提高测试自动化、智能化，降低测试风险，并提高生产效率；（2）本实用新型设有通信接口与外接设备相连，能实现检测数据的自动存储，并对检测数据进行数据库管理；（3）本实用新型提供的检测装置能提升投影灯光源质量，填补国内空白，并完善光源系统质量管理系统；（4）本实用新型提供的检测装置设有加热装置和投影灯模拟电路，能实现投影灯光源驱动器寿命保护、过温保护功能测试。

附图说明

图1为本实用新型的工作原理图。

图2为本实用新型中通信控制接口工作原理图。

图3为本实用新型中功能控制模块工作原理图。

图4为本实用新型中模拟电子负载工作原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

如图1所示，本实用新型提供的一种投影灯光源驱动器检测装置，包括高压直流可调稳压电源、投影灯驱动器固定台、输出负载切换模块、投影灯光源驱动器外接负载、低压直流电源电路、信号发生器装置、通讯控制接口、加热装置。

（1）高压直流可调电源，向投影灯驱动器提供可调的工作电压，使输出电压在0-600VDC范围内可调，可以实现对投影灯驱动器输入电源范围的测试，并且实现对驱动器最高输入电压保护与最低启动电压进行验证。本实例采用上海佑利电子有限公司生产的直流稳压电源，高压直流可调电源本身有通讯接口，可以与外设直接联系，比如电脑，并支持外部设备通过串口进行输出电压的任意调节。

（2）投影灯驱动器固定台，用于固定投影灯驱动器。通过专用的便携式夹具固定于测试平台，可以方便、快速地替换。在检测装置中可以设置机械手装置，用于抓取与拆卸目标驱动器，提高测试速度。

（3）输出负载切换装置，在输出负载切换控制信号控制下切换投影灯驱动器外接负载，本实例中投影灯驱动器外接负载有投影灯和模拟电子负载，用于测试点火电路、功率电路、驱动器寿命保护模拟负载等。其中，投影灯起到验证驱动器启动有效性的作用。而由于实验灯产品的特性一致性差异，为了提高对投影灯驱动器的参数标定，本实例选用电子负载模拟投影灯的实际工况，在非常稳定的输出下，对投影灯驱动器的输出功率，电流，电压进行标定与检验。

模拟电子负载，为工作于恒压、恒流、恒功率、恒阻状态的电子负载装置，在一个确定的管压下验证输出功率，并通过设置工作电压来模拟驱动器工作状态与寿命状态，对驱动器过寿命高电压及异常低管压进行保护验证。由于投影灯驱动器是交流输出，所以在模拟的时候先通过AC/DC电路将输出转换为直流，再利用南京IT8512B500V/15A/300W电子负载作为功率负载，在恒功率、恒电流、恒电压、恒电阻模式的任一种来满足各种不同的试验目的。本实例中可以加上适当的通讯装置，通过串口与电脑主机相连，通过远程控制实现智能控制。

图4为本实用新型模拟电子负载一个具体实例，包括驱动器输出、DC/AC逆变电路、交直流负载切换电路、直流恒压负载电路。投影灯驱动器输出经负载切换装置切换后一路连接到交/直流切换开关上，一路送到AC/DC电路进行逆变换转成直流，根据模拟投影灯的要求，通过交/直流切换开关电路选择合适的功能，送入相应的电子负载，本实例采用直流模拟电子负载，以直流模拟电子负载作为理想驱动器负载的模拟状态进行精确测试。

（4）低压直流电源，采用香港龙威电子产品TPR3005-2D，可提供两路0-32V可调节直流电源及1路5VDC固定输出电压，主要为控制电路及切换电路提供动作电源。

（5）信号发生器，用于实现本检测装置同步控制功能，可以通过与电脑终端连接，形成远程智能控制。本实例选用江苏科泰电子仪器厂低频信号发生器CA101作为方波同步信号源，

（6）通讯控制接口，如图2所示，由驱动器接口部分电路、信号整形电路、信号切换电路、电平转换电路及功能控制模块实现，通讯控制接口用于实现本检测装置与外设PC机的物理连接，同时还用于本检测装置内部数据和控制信号传输。

驱动器接口部分电路，用于实现通讯控制接口与投影灯驱动器之间的数据通信。

信号整形电路，作用是对传输信号进行整形输出，提高上下升沿，实现在高速率下的可靠数据传输。

信号切换电路，这部分电路的作用是在远程PC机的控制下完成远程通讯控制、外同步信号控制及电平控制功能的线路切换。

电平转换电路，这部分电路的设计是为了实现RS232电平信号与USB接口信号转换，实现本检测装置与PC机的连接与数据传输。PC发出的信号通过标准的UART协议进行通讯，直接发出相关的操作命令及数据存取命令；

功能控制模块负责开关控制、外调制信号控制、寿命测试控制、输出状态指示、功率控制、温度保护测试控制、风冷系统控制，可以实现可调风冷，输出功率正常模式与节电模式切换，定点加热热保护功能验证，外调制同步功能验证，驱动器管压异常保护功能验证等。

如图3所示，功能控制模块由切换开关，电平信号转换电路、信号发生模块、温度控制电路、加热器件、热风传输管道、冷却风扇驱动电路、冷却风扇、冷却风传输管道等组成。功能控制模块采用功能开关对相关功能模块进行硬通断来形成，部分需调的采用可调电源或者可调电阻实施。

PC机客户端根据检测模式驱动信号切换电路选择相应的线路，若客户端选择持续测试，将线路切换到远程通讯控制线路；若选择单步测试，则将线路切换到电平控制功能线路。线路选择后，PC发出的控制信号经电平转换电路信号转换后，功能控制模块根据控制信号，将切换开关切换到相应功能模块，驱动相关功能模块执行相应的动作，比如驱使冷却风扇驱动电路进行冷却等等。

另外，本实用新型的实例中还加入加热装置，用于在加热装置控制信号控制下检测投影灯驱动器过温保护能力。主要采取电热丝加热，金属导管将热风导向目标驱动器感温装置，用于模拟验证驱动器过温保护功能。下面结合具体检测流程对本检测装置作进一步描述：

①温度保护检测控制：

在驱动器正常驱动投影灯工作期间，通过控制模块加热控制开关接通，设于85-95度恒温进行调节，热风通过导热管引至驱动器感温器件RTC处，在最低85度，最高95度范围内，驱动器产生熄灯保护则为过温保护正常。

②寿命检测（低管压）：

在驱动器正常驱动投影灯工作期间，通过控制模块将驱动器负载转接为模拟负载，能过AC/DC整形后送入等效灯负载的电子负载，电子负载设为恒压状态，通过对电子负载进行操作，恒定工作在35V-45V间，驱动器产生熄灯保护则为低管压保护正常。

③寿命检测（高管压）：

在驱动器正常驱动投影灯工作期间，通过控制模块将驱动器负载转接为模拟负载，能过AC/DC整形后送入等效灯负载的电子负载，电子负载设为恒压状态，通过对电子负载进行操作，恒定工作在135V-145V间，驱动器产生熄灯保护则为高管压保护正常。

④点火功能检测：

PC通过控制模块将投影灯驱动器作为负载，接通控制模块启动控制信号，灯能正常点亮，并最终工作于恒定的额定功率，则驱动器点火功能正常。

⑤变功率/节电功率模式功能检测

在驱动器正常驱动投影灯工作期间，通过控制模块将驱动器负载转接为模拟负载，能过AC/DC整形后送入等效灯负载的电子负载，电子负载设为恒压状态，通过对电子负载进行操作，恒定工作在约80V，控制模块工作模式控制驱动器工作于正常功率模式，此时驱动器输出功率应用为额定正常功率值；控制模块切换到节电功率模式时，此时驱动器输出功率为节电功率值；

⑥同步输入功能检测：

在驱动器正常驱动投影灯工作期间，通过控制模块将驱动器负载转接为模拟负载，能过AC/DC整形后送入等效灯负载的电子负载，电子负载设为恒压状态，通过对电子负载进行操作，恒定工作在约80V，通过信号切换电路，将信号发生器作为外调制信号源产生的50-400HZ的占空比约50%的标准TTL方波信号输入驱动器同步信号输入端，此时灯工作频率约为外同步信号频率的一半则为同步功能正常；

⑦数据读取与记录：

设计PC机校验控制平台，通过UART通讯协议读取灯工作状态参数，如：灯电压，灯电流、灯功率，灯工作频率、灯出错状态指示、灯保护类型指示等，作为判断驱动器是否正常工作并完成对相关数据的自动记录备查。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种短弧超高压投影灯驱动器检测装置，其特征在于：该检测装置包括投影灯驱动器，所述投影灯驱动器固定在投影灯驱动器固定台上，所述投影灯驱动器与向其提供可调工作电压的高压直流电源直接相连；所述投影灯驱动器通过在通讯控制接口模块驱动下切换投影灯驱动器所连接负载的负载切换模块与投影灯驱动器负载相连，所述投影灯光源驱动器负载包括投影灯和模拟电子负载；

所述投影灯驱动器通过检测投影灯驱动器的通讯控制接口模块将投影灯驱动器检测信号发送给分析处理监测数据的控制台；

所述控制台还将控制信号发送给投影灯驱动器功能检测的通讯控制接口模块，所述通讯控制接口模块发送驱动信号给投影灯驱动器和负载切换模块。

2.根据权利要求1所述的一种短弧超高压投影灯驱动器检测装置，其特征在于：所述通讯控制接口模块包括驱动器接口部分电路、信号整形电路、信号切换电路、电平转换电路及功能控制模块；

所述投影灯驱动器外接有采集投影灯驱动器检测信号的驱动器接口部分电路，所述驱动器接口部分电路依次通过信号整形电路、信号切换电路、电平转换电路将投影灯驱动器检测信号发送给控制台；

所述控制台将驱动器控制信号通过电平转换电路、信号切换电路、信号整形电路发送给控制投影灯驱动器的驱动器接口部分电路；

所述控制台还将功能控制信号通过电平转换电路、信号切换电路发送给集成投影灯驱动器一种以上检测功能的功能控制模块。

3.根据权利要求1所述的一种短弧超高压投影灯驱动器检测装置，其特征在于：该检测装置还包括信号发生器，所述信号发生器通过通讯控制接口模块与投影灯驱动器、负载切换模块和投影灯驱动器负载相连；所述信号发生器还通过通信串口与外接设备相连。

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