CN204906780U - 一种智能的uv光源驱动器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能的UV光源驱动器。其包括控制电路模块、驱动电路模块和主板电路模块。尤其地，驱动电路模块包括第四单片机、第五单片机、模数转换器、驱动电路以及电压校准电路；驱动电路具有强大的功率驱动能力，由于驱动能力强，从而使驱动电流和电压工作频率发生畸变率降低，并使输出的功率更加稳定和更大，EMC测试更容易通过。而且其驱动主板的功率大，效率高，发热少和内阻小。

Description

一种智能的UV光源驱动器

技术领域

本实用新型涉及一种智能的UV光源驱动器。

背景技术

PCB曝光机是电子工业不可缺少的机器，UV光源是它的最核心的组成部分，光源的质量直接影响PCB质量，特别现在电子工业的发展更需要高精度的PCB的生产，因此UV光源就要求更高的稳定性(包括发出的能量、平行性、波长等)。而现有PCB曝光机的UV光源驱动器却是用非常传统的变压器和一台点火启动器，它的效率很低，功率因素也很低，通常供电局他们会给他们装两个电表，一个计量有功功率，一个计量无功功率，点亮后进入正常工作时间也长，UV光源会随着电网波动而波动，因此要生产高精度的PCB板很难，报废率也高。

实用新型内容

本实用新型为了克服现有技术的不足，其目的旨在提供一种智能的UV光源驱动器，其驱动主板的功率大，效率高，发热少和内阻小。

为了解决上述的技术问题，本实用新型提出的基本技术方案为：

一种智能的UV光源驱动器，包括能够根据驱动器工作情况智能控制输出功率、设置节能条件以及控制UV灯工作时间的控制电路模块；能够完成来自控制电路模块传来信号的处理和转化，以便驱动后续电路的驱动电路模块；以及主板电路模块；所述主板电路模块完成对交流电的处理、处理完后交流电的功率放大、驱动UV灯以及和控制电路模块相互传输信号；

尤其地，所述驱动电路模块包括第四单片机、第五单片机、模数转换器、驱动电路以及电压校准电路；所述第四单片机、第五单片机、模数转换器、驱动电路以及电压校准电路具有多个信号端；所述电压校准电路的第一信号端和主板电路模块连接，电压校准电路的第二信号端和第四单片机的第一信号端连接，电压校准电路的第三信号端和控制电路模块连接，第四单片机的第二信号端和控制电路模块连接，第四单片机的第三信号端和模数转换器的第一信号端连接，第四单片机的第四信号端和驱动电路的第一信号端连接，模数转换器的第二信号端和第五单片机的第一信号端连接，第五单片机的第二信号端和驱动电路的第二信号端连接，驱动电路的第三信号端和主板电路模块连接。

进一步，所述控制电路模块包括开关电路、第一单片机、光电隔离电路、第二单片机以及第三单片机；所述开关电路、第一单片机、光电隔离电路、第二单片机和第三单片机具有多个信号端，第一单片机的第一信号端和开关电路的第一信号端连接，第一单片机的第二信号端和光电隔离电路的第一信号端连接，第一单片机的第三信号端和第三单片机的第一信号端连接，第三单片机的第二信号端和开关电路的第二信号端连接，光电隔离电路的第二信号端和第二单片机的第一信号端连接。

进一步，所述UV光源驱动器还包括UV控制面板和UV灯；所述驱动电路模块和主板电路模块具有多个信号端；所述控制电路模块的开关电路的第三信号端和UV控制面板连接，第二单片机的第二信号端和驱动电路模块的第一信号端连接，驱动电路模块的第二信号端和主板电路模块的第一信号端连接，主板电路模块的第二信号端和驱动电路模块的第三信号端连接，主板电路模块的输出端和UV灯连接。

进一步，所述主板电路模块包括整流电路、滤波电路、若干路功率放大电路、若干组变压器、两路电流电压采集电路；所述功率放大电路、变压器和电流电压采集电路具有多个信号端；所述整流电路的输入端和交流电源连接，整流电路的输出端和滤波电路的输入端连接，滤波电路的输出端和功率放大电路的第一信号端连接，功率放大电路的第二信号端和变压器的第一信号端连接，功率放大电路的第三信号端和第一路电流电压采集电路的第一信号端连接，第一路电流电压采集电路的第二信号端和第四单片机的第五信号端连接，第二路电流电压采集电路的第一信号端和变压器的第二信号端连接，变压器的第三信号端和UV灯连接，第二路电流电压采集电路的第二信号端和第四单片机的第五信号端连接。

进一步，所述主板电路模块包括两路功率放大电路和两组变压器，第一路功率放大电路和第一组变压器串联连接，第二路功率放大电路和第二组变压器串联连接，第一组变压器和第二组变压器串联连接，第二组变压器和UV灯连接。

进一步，每组所述变压器包括四个变压器子单元，每两个变压器子单元串联连接构成一个功率节点，两个功率节点并联连接并构成一个大功率节点，一组的大功率节点和另一组的大功率节点串联连接。

进一步，所述驱动电路采用IR2104型驱动芯片。

进一步，所述滤波电路采用WIMA的固体电容。

进一步，所述功率放大电路采用coolMOS功率晶体管。

进一步，所述单片机采用PIC单片机。

本实用新型的有益效果是：

1、驱动电路采用IR2104型驱动芯片。驱动电路具有强大的功率驱动能力，由于驱动能力强，从而使驱动电流和电压工作频率发生畸变率降低，并使输出的功率更加稳定和更大，EMC测试更容易通过。

2、整机采用单片机作为处理中心，采用智能化管理各个系统模块，其能够极大地减少设备的故障率。并且，其适应外界变化的能力强。

3、驱动电路模块采用电压校准电路，其能够将采集到主板的信号和预设信号进行差值对比，往单片机反馈信号，单片机分析处理并形成一个合适值的信号驱动驱动电路模块。从而使整机工作稳定和可靠。

4、主板电路模块采用大电流高耐压coolMOS功率晶体管，其输出稳定，效率高，从而使整机工作更可靠稳定。

附图说明

图1为本实施的控制电路模块、驱动电路模块和主板电路模块简化的结构的示意图。

图2为本实施例的控制电路模块和驱动电路模块的结构示意图。

图3为本实施例的主板电路模块的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图1和3对本实用新型做进一步的说明，但不应以此来限制本实用新型的保护范围。为了方便说明并且理解本实用新型的技术方案，以下说明所使用的方位词均以附图所展示的方位为准。

如图1所示，本实施例的UV光源驱动器包括控制电路模块、UV控制面板、UV灯、驱动电路模块以及主板电路模块。控制电路模块能够根据驱动器工作情况智能控制输出功率、设置节能条件以及控制UV灯工作时间。主板电路模块完成对交流电的处理、处理完后交流电的功率放大、驱动UV灯以及和控制电路模块相互传输信号。UV控制面板提供人机界面以显示本机工作状态，用户可在UV控制面板输入各种参数和设定条件。驱动电路模块完成来自控制电路模块传来信号的处理和转化，以便驱动后续电路。

如图2所示，驱动电路模块包括第四单片机、第五单片机、模数转换器、驱动电路以及电压校准电路。第四单片机、第五单片机、模数转换器、驱动电路以及电压校准电路具有多个信号端。电压校准电路的第一信号端和主板电路模块连接，电压校准电路的第二信号端和第四单片机的第一信号端连接，电压校准电路的第三信号端和第二单片机的第二信号端连接，第四单片机的第二信号端和第二单片机的第三信号端连接，第四单片机的第三信号端和模数转换器的第一信号端连接，第四单片机的第四信号端和驱动电路的第一信号端连接，模数转换器的第二信号端和第五单片机的第一信号端连接，第五单片机的第二信号端和驱动电路的第二信号端连接，驱动电路的第三信号端和主板电路模块连接。第四单片机接收从第二单片机传来的功率值，通过模数转换器转换成对应的模拟驱动信号和形成控制信号，一方面，模数转换器将模拟驱动信号传输至第五单片机进行存储，另一方面，第四单片机形成的控制信号传输至驱动电路，第五单片机形成驱动信号并传输至驱动电路，驱动电路通过第四单片机和第五单片机的协同作用，放大了驱动信号，从而驱动主板电路工作。其中，驱动电路采用IR2104型驱动芯片。驱动电路具有强大的功率驱动能力，由于驱动能力强，从而使驱动电流和电压工作频率发生畸变率降低，并使输出的功率更加稳定和更大，EMC测试更容易通过。电压校准电路将来自主板的信号和设定的信号对比，输出一个信号给第四单片机，第四单片机分析并反馈至第二单片机，第二单片机通过光电隔离电路又将信号传输给第一单片机，第一单片机分析和判断，并反馈准确信号给主板电路，从而使第一单片机能够实时监测驱动器的工作状况。

如图2所示，控制电路模块包括开关电路、第一单片机、光电隔离电路、第二单片机以及第三单片机。开关电路、第一单片机、光电隔离电路、第二单片机和第三单片机具有多个信号端，第一单片机的第一信号端和开关电路的第一信号端连接，第一单片机的第二信号端和光电隔离电路的第一信号端连接，第一单片机的第三信号端和第三单片机的第一信号端连接，第三单片机的第二信号端和开关电路的第二信号端连接，光电隔离电路的第二信号端和第二单片机的第一信号端连接。其中，UV控制面板可对第一单片机输入所需驱动UV灯的功率值，第一单片机和外部操作进行数据转换，既可将设定值转化成控制信号，又可将与驱动器有关的参数通过UV控制面板显示，显示本机的工作状态，第一单片机根据预定的设定值，控制UV灯工作需要的最佳状态，并自动校正工作状态，从而使驱动器输出效率达到最高和高效节能。用户在UV控制面板任意控制驱动器100W-8000W的输出功率。开关电路采用智能管理方式，其和UV控制面板外接，第一单片机通过开关电路任意控制系统的工作。光电隔离电路为3kv隔离电路，第一单片机通过光电隔离电路和第二单片机进行数据交换，第二单片机将从第一单片机传来的功率值传输至驱动电路模块，第二单片机还可接收从驱动电路模块反馈回的电信号并加以存储。第三单片机还可外接显示设备和存储器，第三单片机存储系统加载文件和应用文件。

如图1所示，驱动电路模块和主板电路模块具有多个信号端。控制电路模块的开关电路的第三信号端和UV控制面板连接，第二单片机的第二信号端和驱动电路模块的第一信号端连接，驱动电路模块的第二信号端和主板电路模块的第一信号端连接，主板电路模块的第二信号端和驱动电路模块的第三信号端连接，主板电路模块的输出端和UV灯连接。

上述的单片机采用PIC单片机。

如图3所示，主板电路模块包括整流电路、滤波电路、若干路功率放大电路、若干组变压器、两路电流电压采集电路。功率放大电路、变压器和电流电压采集电路具有多个信号端；所述整流电路的输入端和交流电源连接，整流电路的输出端和滤波电路的输入端连接，滤波电路的输出端和功率放大电路的第一信号端连接，功率放大电路的第二信号端和变压器的第一信号端连接，功率放大电路的第三信号端和第一路电流电压采集电路的第一信号端连接，第一路电流电压采集电路的第二信号端和第四单片机的第五信号端连接，第二路电流电压采集电路的第一信号端和变压器的第二信号端连接，变压器的第三信号端和UV灯连接，第二路电流电压采集电路的第二信号端和第四单片机的第五信号端连接。其中，本实施例UV光源驱动器包括两路功率放大电路和两组变压器，第一路功率放大电路和第一组变压器串联连接，第二路功率放大电路和第二组变压器串联连接，第一组变压器和第二组变压器串联连接，第二组变压器和UV灯连接。每组所述变压器包括四个变压器子单元，每两个变压器子单元串联连接构成一个功率节点，两个功率节点并联连接并构成一个大功率节点，一组的大功率节点和另一组的大功率节点串联连接。

380V，50HZ的交流电进入主板电路模块，经过整流电路和滤波电路的处理，减少了驱动电压和电流的纹波。整流电路采用DB35-08型号的整流桥。由于滤波电路采用WIMA的固体电容，其能够很好的滤除其他纹波，提高功率因数，减少电磁辐射。本实施例采用两路的功率放大电路，并且，功率放大电路采用coolMOS功率晶体管，其具有稳定性好，功率大，耐压高、超低内阻，功耗低、发热量少、效率高等特点。功率放大电路接收来自驱动电路模块的驱动信号后，其能够迅速通过变压器瞬间产生高压，驱动UV灯发光。主板电路模块具有两路电流电压采集电路，第一电流电压采集电路采集功率放大电路放大后的电流和电压信号，并将采集到的信号传输至驱动电路模块的第四单片机，由第四单片机分析判断所产生的放大信号是否符合预定值，即对驱动UV灯的波形和频率进行控制，促使UV灯达到最佳工作状态。第二电流电压采集电路采集变压器一侧的电流和电压信号，并将采集到的信号传输至驱动电路模块的第四单片机，由第四单片机分析判断所产生的放大信号是否符合预定值，即对驱动UV灯的波形和频率进行控制，促使UV灯达到最佳工作状态。第一组变压器和第二组变压器串联连接，第二组变压器和UV灯连接。每组所述变压器包括四个变压器子单元，每两个变压器子单元串联连接构成一个功率节点，两个功率节点并联连接并构成一个大功率节点，一组的大功率节点和另一组的大功率节点串联连接。因为驱动功率大，本实施例通过对变压器串联和并联设计以减少内阻和功耗，从而使功耗低，发热量少和效率高。变压器把原本50HZ的工频变成20-100KHZ的高频，使驱动器大大减少损耗，从而大大节约了能源。

综上所述，驱动器无论在控制电路模块还是驱动电路模块，都是采用单片机作为驱动器主控中心，UV控制面板可通过对单片机预设输出功率值，并且，单片机还可实时监控驱动器的工作情况，自动校正工作状态，从而使驱动器输出效率达到最高和高效节能。采用智能化管理各个系统模块，其能够极大地减少设备的故障率。并且，其适应外界变化的能力强。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1.一种智能的UV光源驱动器，包括

能够根据驱动器工作情况智能控制输出功率、设置节能条件以及控制UV灯工作时间的控制电路模块；

能够完成来自控制电路模块传来信号的处理和转化，以便驱动后续电路的驱动电路模块；

以及主板电路模块；所述主板电路模块完成对交流电的处理、处理完后交流电的功率放大、驱动UV灯以及和控制电路模块相互传输信号；

其特征在于：所述驱动电路模块包括第四单片机、第五单片机、模数转换器、驱动电路以及电压校准电路；所述第四单片机、第五单片机、模数转换器、驱动电路以及电压校准电路具有多个信号端；所述电压校准电路的第一信号端和主板电路模块连接，电压校准电路的第二信号端和第四单片机的第一信号端连接，电压校准电路的第三信号端和控制电路模块连接，第四单片机的第二信号端和控制电路模块连接，第四单片机的第三信号端和模数转换器的第一信号端连接，第四单片机的第四信号端和驱动电路的第一信号端连接，模数转换器的第二信号端和第五单片机的第一信号端连接，第五单片机的第二信号端和驱动电路的第二信号端连接，驱动电路的第三信号端和主板电路模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能的UV光源驱动器，其特征在于：所述控制电路模块包括开关电路、第一单片机、光电隔离电路、第二单片机以及第三单片机；所述开关电路、第一单片机、光电隔离电路、第二单片机和第三单片机具有多个信号端，第一单片机的第一信号端和开关电路的第一信号端连接，第一单片机的第二信号端和光电隔离电路的第一信号端连接，第一单片机的第三信号端和第三单片机的第一信号端连接，第三单片机的第二信号端和开关电路的第二信号端连接，光电隔离电路的第二信号端和第二单片机的第一信号端连接。

3.根据权利要求1所述的一种智能的UV光源驱动器，其特征在于：所述UV光源驱动器还包括UV控制面板和UV灯；所述驱动电路模块和主板电路模块具有多个信号端；所述控制电路模块的开关电路的第三信号端和UV控制面板连接，第二单片机的第二信号端和驱动电路模块的第一信号端连接，驱动电路模块的第二信号端和主板电路模块的第一信号端连接，主板电路模块的第二信号端和驱动电路模块的第三信号端连接，主板电路模块的输出端和UV灯连接。

4.根据权利要求1所述的一种智能的UV光源驱动器，其特征在于：所述主板电路模块包括整流电路、滤波电路、若干路功率放大电路、若干组变压器、两路电流电压采集电路；所述功率放大电路、变压器和电流电压采集电路具有多个信号端；所述整流电路的输入端和交流电源连接，整流电路的输出端和滤波电路的输入端连接，滤波电路的输出端和功率放大电路的第一信号端连接，功率放大电路的第二信号端和变压器的第一信号端连接，功率放大电路的第三信号端和第一路电流电压采集电路的第一信号端连接，第一路电流电压采集电路的第二信号端和第四单片机的第五信号端连接，第二路电流电压采集电路的第一信号端和变压器的第二信号端连接，变压器的第三信号端和UV灯连接，第二路电流电压采集电路的第二信号端和第四单片机的第五信号端连接。

5.根据权利要求4所述的一种智能的UV光源驱动器，其特征在于：所述主板电路模块包括两路功率放大电路和两组变压器，第一路功率放大电路和第一组变压器串联连接，第二路功率放大电路和第二组变压器串联连接，第一组变压器和第二组变压器串联连接，第二组变压器和UV灯连接。

6.根据权利要求4或5所述的一种智能的UV光源驱动器，其特征在于：每组所述变压器包括四个变压器子单元，每两个变压器子单元串联连接构成一个功率节点，两个功率节点并联连接并构成一个大功率节点，一组的大功率节点和另一组的大功率节点串联连接。

7.根据权利要求1所述一种智能的UV光源驱动器，其特征在于：所述驱动电路采用IR2104型驱动芯片。

8.根据权利要求4所述一种智能的UV光源驱动器，其特征在于：所述滤波电路采用WIMA的固体电容。

9.根据权利要求4所述一种智能的UV光源驱动器，其特征在于：所述功率放大电路采用coolMOS功率晶体管。

10.根据权利要求1或2所述的一种智能的UV光源驱动器，其特征在于：所述单片机采用PIC单片机。