CN2899386Y

CN2899386Y - 用于检测印刷图像的发光二极管频闪灯及其驱动电路

Info

Publication number: CN2899386Y
Application number: CN 200620041431
Authority: CN
Inventors: 府根深
Original assignee: Fu Ruqi
Current assignee: Fu Ruqi
Priority date: 2006-04-28
Filing date: 2006-04-28
Publication date: 2007-05-09
Anticipated expiration: 2016-04-28

Abstract

本实用新型公开了一种用于检测印刷图像的发光二极管频闪灯及其驱动电路，旨在使用发光二极管作为检测印刷图像位置的频闪灯的发光体，并使其亮度能够满足印刷图案检测的需求。所述发光二极管频闪灯由多个发光二极管串并联组成。所述发光二极管的驱动电路包括：频率调节电路，用于调节脉冲形成电路的脉冲发生频率，使所述频率的大小与印刷过程中图案印刷的速度频率同步；脉冲形成电路，用以产生需要的脉冲信号；电压转换电路可用来使发光二极管点阵电路中各个发光二极管中流过的电流大于其工作电流的2倍；开关控制电路，用以开通或关断发光二极管点阵电路中的电流；保护电路，可在电路发生故障时，限制发光二极管点阵电路中的电流。

Description

用于检测印刷图像的发光二极管频闪灯及其驱动电路

技术领域

本实用新型涉及一种用于检测印刷图像的发光二极管频闪灯，使用发光二极管作为频闪灯的发光体。本实用新型还涉及用于控制该发光二极管频闪灯的驱动电路。

背景技术

在印刷行业中，各种图案的印刷，如食品等塑料薄膜包装袋上的彩色图案的印刷，其过程一般是，令接受印刷的薄膜流经若干道辊筒，每经过一道辊筒塑料薄膜就被涂上一种颜色，这样经过若干道颜色的辊筒后就能够完成对整幅画面的印刷。为了不出现印刷错误，需要检测每道辊筒(即每一种颜色)的位置，以确定各种颜色都对准其恰当的位置进行印刷，共同组合成一幅清晰、完整的画面，而没有出现重影。因此需要通过灯光照明的方式来对印刷图像的定位情况进行检测。

例如，印刷过程中薄膜的行进速度为每分钟180米，而每幅图案的长度为15cm，即每秒可流过20幅图案。由于这种流速很快，在一般的照明条件下，根本无法看清所要印刷的各道颜色是否恰到其位，因此只能使用“频闪灯”来对其进行检测，以方便进行辊筒的同步调整。

所述频闪灯应发出与图案印刷速度频率同步的闪光，例如，根据上述的每秒流过20幅图案的速度，频闪灯的闪光频率应为每秒钟闪光20次，每次闪光持续时间为0.1ms左右。这时，由于人类视觉误差的作用，闪光时人眼感觉不到图案的移动，看到的仿佛是一幅静止的图案。

目前，印刷行业中所用的频闪灯的发光体一般是一枚高度为7cm左右的充气玻璃管，为了实现频闪灯的功能，需要提供500V左右的驱动电压和幅值为300V左右的触发脉冲，因此需要搭建电压转换电路、脉冲电源电路和脉冲变压器等，实现起来较为复杂。而且充气玻璃管具有易碎裂、寿命短的缺点，经统计其连续闪光时间不超过500小时；而且其售价也较高，目前每一枚大概需人民币500元左右。而且由于其高度的原因，只能以从正前方对着印刷图案的方式进行照明，而无法实现将其安装在辊筒的凹槽或印刷设备的某一特定环境中，实现从印刷图案背面来进行照明的方式。

而发光二极管相对充气玻璃管来说，具有坚固耐用，结构轻巧；驱动电路简单；造价便宜，具有长远的价格空间；寿命较长，即持续发光时间较长；而且长度较短，为1.5cm左右，所以易制成薄形的频闪屏，可安装在辊筒的凹槽或印刷设备的某一特定环境中，从而实现从印刷图案背面来进行照明的方式等特点。因此如果能使用发光二极管，尤其是使用近年来出现的白色发光二极管来替代充气玻璃管作为频闪灯的发光体，一直以来对于该领域的一般技术人员来说，都是比较理想的实现方式，但是由于无法克服发光二极管亮度太低的问题，因此一直都没有在实际应用中实现过。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于检测印刷图像的发光二极管频闪灯，可在检测各种印刷图像时使用发光二极管作为频闪灯的发光体，并且其亮度能够满足实际印刷检测工作的需要；为此，本实用新型还要提供一种用于控制该发光二级管频闪灯的驱动电路。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于检测印刷图像的发光二极管频闪灯，所述发光二极管频闪灯包括多个发光二极管；其中，所述多个发光二极管串并联组成发光二级管点阵，作为该发光二级管频闪灯的发光体。

本使用新型还提供一种用于控制该发光二极管频闪灯的驱动电路，包括：频率调节电路，用于调节脉冲形成电路的脉冲发生频率，使所述频率的大小与印刷过程中图案印刷的速度频率同步；脉冲形成电路，接收来自频率调节电路的信号，产生频率范围在5hz和26.6hz之间的脉冲信号；电压转换电路，为整个电路提供电压，可用于实现使发光二极管点阵电路中各个发光二极管中流过的电流大于其工作电流的2倍；开关控制电路，接收脉冲形成电路发出的脉冲信号，以开通或切断发光二极管点阵电路中的电流；保护电路，连接在电压转换电路与发光二极管点阵电路之间，可在电路发生故障时，限制发光二极管点阵电路中的电流；发光二极管点阵电路，由多个发光二极管串并联而成，是该发光二极管频闪灯发光体的组成电路。

本实用新型由于采用了上述技术方案，具有这样的有益效果，即实现了使用发光二极管作为频闪灯的发光体，并且使其亮度能够用于对印刷图像的检测，而且还具有如下特点：即，坚固耐用，结构轻巧；驱动电路简单，易于实现；造价便宜，具有长远的价格空间；持续频闪时间能够达到1000小时以上；而且，能够制成薄形的频闪屏，实现从背面进行照明的方式，使观察方式更为自然、清晰。

附图说明

图1是发光二极管点阵的一个示例性原理图。

图2是根据本实用新型发光二极管频闪灯的驱动电路方框图。

图3是根据本实用新型的一个示例性的发光二极管频闪灯的驱动电路原理图。

图4是根据本实用新型脉冲发生电路所产生脉冲信号的时序图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，本实用新型所述的用于检测印刷图像的发光二极管频闪灯包括多个发光二极管，通过将这些发光二极管串并联组成发光二极管点阵，可作为所述发光二极管频闪灯的发光体，其中，所使用的发光二极管一般为白色发光二极管，因为白色发光二极管相对于其他颜色的发光二极管而言，亮度更高而且其颜色较纯，更适于印刷图像位置的检测。同时为了加强对电路的保护功能，必要时还可在该发光二极管点阵中串并联适当数量的电阻。一般在印刷行业的应用中，取m＝30，n＝20，总共600个发光二极管，即通过将每20个发光二极管进行串联，再将30个这样的串联电路进行并联来实现的，就可以满足照明要求了。还可将数块发光二极管点阵组装在一起制成发光二极管频闪屏，由于发光二极管的高度一般只有1.5cm左右，因此该频闪屏的厚度较薄，可置放于印刷辊筒的凹槽内或印刷设备的某一特定环境中，实现从印刷薄膜图案的背面进行照明的目的，而且可以使频闪灯的发光体与图案间的距离更近，从而达到更理想的照明效果。

如图2所示，为了实现该发光二极管频闪灯的频闪功能，用于控制该发光二极管频闪灯的驱动电路包括：频率调节电路21、脉冲形成电路22、电压转换电路23、开关控制电路24和保护电路25。

再参照图3，可知，频率调节电路21，用于形成一个频率可调的充放电电路。其中，为了使闪光脉冲信号的发生频率与薄膜行进的速度频率保持同步，在电路中设有按钮S1、开关S2和电位计W，通过按下或弹起按钮S1、开启或闭合开关S2和调节该电位计W的阻值，可以改变充放电的频率，从而实现改变脉冲信号发生频率的目的。

脉冲形成电路22，可根据由频率调节电路21的发送过来的输入信号，输出如图4所示的脉冲信号，即每隔一定的周期T产生一个脉冲，该脉冲信号的脉冲宽度可在0.04ms到0.12ms之间，一般设为0.05ms左右，周期T的大小是由印刷过程中图案印刷的速度频率决定的，根据印刷的特点，其范围应保持在37.5ms和200ms之间，即脉冲信号的发生频率的范围在5hz和26.6hz之间；如前所述，通过调整前述的按钮S1、开关S2和电位计W的状态可实现对该周期T大小的调节。

电压转换电路23，用于对电源电压进行倍压整流，即将所提供的交流电压转换为直流电压，同时改变电压的幅值，以实现为整个电路提供电源的目的。在本实用新型中通过倍压整流后，施加到发光二极管点阵电路26两端的直流电压约300V，以实现了提升电流目的，使施加到发光二极管点阵电路26上的电流能够达到其工作电流的2倍以上。需要说明的是，正如该领域技术人员所熟悉的是，由于发光二极管的工作电流一般都大于其额定电流，因此施加到发光二极管上的电流不能超过其工作电流，否则就会因为来不及散热而烧坏该发光二极管。但是本实用新型之所以在发光二极管点阵电路上施加其工作电流的2倍以上的电流，是因为如前所述，由于在印刷行业中脉冲发生频率要求5hz到26.6hz之间，而脉冲宽度在0.04ms到0.12ms之间，因此发光二极管的通电时间非常短，其不通电的时间与通电的时间之比为在范围2400∶1到150∶1之间，由此保证了发光二极管具有足够的时间进行散热，因此这种非常规的使用方法并不会影响发光二极管的性能，而且可提高发光二极管的发光亮度，从一定程度上解决发光二极管点阵亮度不够的问题。

开关控制电路24，其收到来自脉冲形成电路22的脉冲信号后，使功率管Q1导通，从而使发光二极管点阵电路26通电，当脉冲信号过去以后，功率管Q1截断，这时发光二极管点阵电路26就没有电流通过了。

为了保证当电路发生故障时，如发生功率管Q1的漏源极通路被击穿或者该通路导通时间过长等故障时，不至于烧坏各个发光二极管，因此在电压转换电路23和发光二极管点阵电路26之间连接有保护电路25。在一个实施例中，该保护电路25由一个电容C7和一个电阻R9并联而成。当电路正常运行时，电压转换电路23主要通过电容C7来向发光二极管点阵电路26供电；而一旦电路发生了上述故障，电容C7隔直流的功能可限制流经发光二极管点阵电路26的电流，从而达到了保护整个电路的功能，不致将发光二极管烧坏而造成损失。其中，电容C7和电阻R9的具体大小由发光二极管点阵电路26中发光二极管的数量和发光二极管串并联的接法决定。

下面是对本实用新型所述的发光二极管频闪灯所作的实验，根据图3所示的结构搭建电路，其中发光二极管点阵电路26为由20个发光二极管串联而成，将脉冲发生频率调节为25hz，脉冲宽度为0.1ms，V+点上的电压值为320V，这时发光二极管不通电的时间与通电的时间之比可达到400∶1。经实验证明，该发光二极管频闪灯连续闪光1056个小时后仍能正常工作。经试验证明，当其他条件不变，而脉冲发生频率调节为5hz且脉宽为0.12ms、或频率为10hz且脉宽为0.08ms、或频率为15hz且脉宽为0.06ms、或频率为20hz且脉宽为0.05ms、或频率为26.6hz且脉宽为0.12ms时，该发光二极管频闪灯连续闪光的时间均超过了1000个小时。

Claims

1、一种用于检测印刷图像的发光二极管频闪灯，其特征在于，包括多个发光二极管；其中，所述多个发光二极管可串并联组成发光二级管点阵，作为该发光二级管频闪灯的发光体。

2、根据权利要求1所述的用于检测印刷图像的发光二极管频闪灯，其特征在于，所述发光二极管为白色发光二极管。

3、根据权利要求1所述的用于检测印刷图像的发光二极管频闪灯，其特征是，所述发光二极管点阵中还可串并联多个电阻。

4、根据权利要求1或2所述的用于检测印刷图像的发光二极管频闪灯，其特征是，可将数块所述发光二极管点阵组装成发光二极管频闪屏。

5、根据权利要求1或2所述的用于检测印刷图像的发光二极管频闪灯，其特征在于，所述发光二极管点阵总共包括600个发光二极管，通过将20个发光二极管进行串联，再将30个这样的串联电路进行并联实现的。

6、一种用于检测印刷图像的发光二极管频闪灯的驱动电路，其特征在于，包括：

频率调节电路，用于调节脉冲形成电路的脉冲发生频率，使所述频率的大小与印刷过程中图案印刷的速度频率同步；

脉冲形成电路，接收来自频率调节电路的信号，产生频率在5hz到26.6hz之间、脉冲宽度为0.04ms到0.12ms之间的脉冲信号；

电压转换电路，用于倍压整流，为整个电路提供电源，还用于使发光二极管点阵电路中各个发光二极管内流过的电流大于其工作电流的2倍；

开关控制电路，接收脉冲形成电路发出的脉冲信号，以开通或切断发光二极管点阵电路中的电流；

保护电路，连接在电压转换电路与发光二极管点阵电路之间，可在电路发生故障时，限制发光二极管点阵电路中的电流。

7、根据权利要求6所述的用于检测印刷图像的发光二极管频闪灯的驱动电路，其特征是，所述保护电路由一个电容和一个电阻并联而成。