創(chuàng)新型顯微鏡專(zhuān)用汞燈電源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種直流汞燈電源，更具體的涉及一種基于顯微鏡專(zhuān)用的汞燈電源。
【背景技術(shù)】
[0002]由于高級(jí)生物顯微鏡需要有豐富的紫外線(xiàn)來(lái)激發(fā)標(biāo)本的熒光，汞燈發(fā)射的光譜里含有豐富的紫外光，用來(lái)作為熒光顯微鏡的光源。熒光顯微鏡是熒光細(xì)胞化學(xué)的基本工具，是利用一定波長(zhǎng)的光激發(fā)標(biāo)本內(nèi)的熒光物質(zhì)發(fā)射出各種不同顏色的熒光后，通過(guò)物鏡和目鏡系統(tǒng)放大以觀察標(biāo)本。目前通常使用的為100W超高氣壓汞燈，燈管內(nèi)通有一對(duì)鎢電極和液態(tài)汞(室溫下附在管壁上)，未點(diǎn)燃時(shí)，管內(nèi)氣壓很低，在燈管的兩電極間施加電壓點(diǎn)燃后，汞氣化為汞蒸氣形成汞弧而產(chǎn)生強(qiáng)光，溫度升高，管內(nèi)氣壓迅速升到10個(gè)大氣壓。由于是高氣壓的氣體放電，所以在使用和操作上要特別注意。如果違反操作規(guī)定時(shí)，將會(huì)造成嚴(yán)重后果。
[0003]目前市面上的現(xiàn)有直流汞燈電源的電源穩(wěn)定性差，輸出功率不穩(wěn)定，影響光強(qiáng)穩(wěn)定性；各保護(hù)功能不完善，沒(méi)有啟動(dòng)限流保護(hù)，沒(méi)有過(guò)熱保護(hù)，不能進(jìn)行汞燈光強(qiáng)調(diào)節(jié)，所以現(xiàn)有直流汞燈電源大大影響汞燈的使用壽命和操作人員的人身安全，由于汞燈的價(jià)格很高這就大大增大了用戶(hù)的使用成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種安全可靠的創(chuàng)新型顯微鏡專(zhuān)用汞燈電源，為了實(shí)現(xiàn)這一目的，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)完成的：
一種基于新型顯微鏡專(zhuān)用的汞燈電源，110VAC/220VAC交流輸入送至EMI電路1，其輸出送入倍壓電路3，經(jīng)倍壓電路3后的直流電壓送入整流濾波電路2，經(jīng)倍壓整流濾波后的直流電壓送入功率變換半橋電路4，功率變換半橋電路4輸出的交流分量送入主變壓器5，主變壓器5輸出的交流分量經(jīng)高壓轉(zhuǎn)換電路6輸出到汞燈18 ;主變壓器5輸出的另一路交流分量送入輸出濾波電路7 ;經(jīng)輸出濾波電路7整流濾波后的直流電壓送入汞燈18。恒功率電路11對(duì)輸出濾波電路7整流濾波后的直流電壓進(jìn)行采樣，采樣后的信號(hào)送入主控電路9，同時(shí)保護(hù)電路10對(duì)經(jīng)輸出濾波電路7整流濾波后的直流電壓進(jìn)行采樣，采樣后的信號(hào)也送入主控電路9，主控電路9輸出控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)電路8，由驅(qū)動(dòng)電路8對(duì)半橋電路進(jìn)行PWM(脈沖寬度)控制，從而控制了燈泡工作電流的大小。
[0005]更進(jìn)一步的技術(shù)方案：AD采樣電路14對(duì)輸出濾波電路7整流濾波后的直流電壓進(jìn)行采樣，采樣后的信號(hào)送入微處理器13，經(jīng)微處理器處理13分析后的信號(hào)一路送入到數(shù)碼顯示電路16對(duì)輸出到汞燈18的電壓及電流數(shù)值進(jìn)行顯示；一路送入聲音報(bào)警電路15對(duì)過(guò)壓過(guò)流信號(hào)進(jìn)行聲音報(bào)警；一路送入高壓自啟動(dòng)電路17，對(duì)高壓轉(zhuǎn)換電路6進(jìn)行控制。
[0006]更進(jìn)一步的技術(shù)方案：微處理器13與人機(jī)交互電路12相連，操作人員可以根據(jù)實(shí)際情況通過(guò)人機(jī)交互電路12與微處理器13進(jìn)行通信，設(shè)定實(shí)際需要的有關(guān)參數(shù)，比如工作電流的大小、工作電壓的高低、延時(shí)時(shí)間、自動(dòng)關(guān)機(jī)時(shí)間等等。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
通過(guò)選用專(zhuān)用集成電路芯片（TL494 PWM集成電路）和微處理器控制，對(duì)汞燈電源進(jìn)行重新電路設(shè)計(jì)和PCB設(shè)計(jì)，該新型顯微鏡專(zhuān)用的汞燈電源完全滿(mǎn)足電子產(chǎn)品安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)?ΕΝ60950-1 (GB 4943)》的安全規(guī)范要求，經(jīng)過(guò)實(shí)際應(yīng)用，證明符合顯微鏡用汞燈的要求，操作方便、顯示報(bào)警功能完善，大大提高了汞燈的使用壽命，使得用戶(hù)的使用成本大大減少。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1 :創(chuàng)新型顯微鏡專(zhuān)用汞燈電源方框圖圖2 :創(chuàng)新型顯微鏡專(zhuān)用汞燈電源原理圖
圖3 :萊燈輸出電壓和電流隨工作時(shí)間的變化曲線(xiàn)圖4 :創(chuàng)新型顯微鏡專(zhuān)用汞燈電源微處理器控制框圖圖5 :創(chuàng)新型顯微鏡專(zhuān)用汞燈電源微處理器電路原理圖圖6 :創(chuàng)新型顯微鏡專(zhuān)用汞燈電源微處理器程序流程圖
【具體實(shí)施方式】
下面結(jié)合實(shí)例做一詳細(xì)闡述。
[0009]圖1為新型顯微鏡專(zhuān)用的汞燈電源總框圖，在圖1中110VAC/220VAC交流輸入送至EMI電路1，其輸出送入倍壓電路3后送入整流濾波電路2，經(jīng)整流濾波后的直流電壓，在輸入為llOVac時(shí)，倍壓電路中自動(dòng)開(kāi)關(guān)單元工作，整流電路轉(zhuǎn)換為倍壓整流工作，使輸出的直流電壓為300Vdc ;在輸入為220Vac時(shí)倍壓電路中自動(dòng)開(kāi)關(guān)單元自動(dòng)打開(kāi)，電源接入非倍壓工作，在倍壓電路中可以自動(dòng)識(shí)別輸入電壓的高低從而進(jìn)入倍壓或非倍壓工作狀態(tài)。經(jīng)整流后的直流電壓送入功率變換半橋電路4，功率變換半橋電路4輸出的交流分量送入主變壓器5，主變壓器5輸出的交流分量經(jīng)高壓轉(zhuǎn)換電路6輸出到汞燈18 ;汞燈工作首先需要加上高壓脈沖用以擊穿燈泡內(nèi)的液態(tài)汞，形成弧光放電，進(jìn)而將電極兩端轉(zhuǎn)換成汞燈工作所要求的電壓和電流；主變壓器5輸出的另一路交流分量送入輸出濾波電路7 ;經(jīng)輸出濾波電路7整流濾波后的直流電壓送入汞燈18，在汞燈點(diǎn)亮后經(jīng)整流濾波后的直流電壓送入汞燈使之持續(xù)點(diǎn)亮工作；恒功率電路11對(duì)輸出濾波電路7整流濾波后的直流電壓進(jìn)行采樣，采樣后電壓負(fù)反饋信號(hào)送入主控電路9，同時(shí)保護(hù)電路10對(duì)經(jīng)輸出濾波電路7整流濾波后的直流電壓進(jìn)行采樣，采樣后的信號(hào)也送入主控電路9，主控電路9輸出控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)電路8，由驅(qū)動(dòng)電路8對(duì)半橋電路進(jìn)行PWM(脈沖寬度調(diào)制）控制，從而控制了燈泡工作電流的大?。籄D采樣電路14對(duì)輸出濾波電路7整流濾波后的直流電壓進(jìn)行采樣，采樣后的信號(hào)送入微處理器13，經(jīng)微處理器處理分析后的信號(hào)一路送入到數(shù)碼顯示單元16對(duì)輸出到汞燈18的電壓及電流數(shù)值進(jìn)行顯示；一路送入聲音報(bào)警電路15對(duì)過(guò)壓過(guò)流信號(hào)進(jìn)行聲音報(bào)警；一路送入高壓自啟動(dòng)電路17，對(duì)高壓轉(zhuǎn)換電路6進(jìn)行控制；微處理器13與人機(jī)交互電路12相連，操作人員可以根據(jù)實(shí)際情況通過(guò)人機(jī)交互電路12與微處理器13進(jìn)行通信，設(shè)定實(shí)際需要的有關(guān)參數(shù)，比如工作電流的大小、工作電壓的高低、延時(shí)時(shí)間、自動(dòng)關(guān)機(jī)時(shí)間、汞燈正常工作的累計(jì)時(shí)間等等。
[0010]整機(jī)開(kāi)機(jī)后微控制器13延時(shí)5S后輸出一個(gè)500ms的控制信號(hào)到高壓自啟動(dòng)電路17接入高壓轉(zhuǎn)換電路，使之輸出一個(gè)高壓脈沖用于燈泡冷機(jī)下點(diǎn)亮完成自動(dòng)啟動(dòng)功能；當(dāng)燈泡正常工作后微控制器13通過(guò)AD采樣電路14采樣輸出濾波電路7輸出到汞燈(18)回路的電流電壓值，并實(shí)時(shí)顯示在數(shù)碼顯示電路16上；當(dāng)采樣電流大于800mA的電流后微控制器13啟動(dòng)計(jì)時(shí)功能記錄汞燈18正常工作的累計(jì)時(shí)間，如果累計(jì)時(shí)間等于1000小時(shí)時(shí)計(jì)時(shí)停止并通過(guò)聲音報(bào)警電路15報(bào)警聲提示更換汞燈，更換完成后通過(guò)人機(jī)交互電路12輸入時(shí)間，整機(jī)正常工作并重新記錄使用時(shí)間。
[0011]圖2是顯微鏡專(zhuān)用的汞燈電源原理圖，在圖2中220V交流電源經(jīng)保險(xiǎn)Fl輸入，后面由Cl、LF1、C2、C3和Cll組成的一級(jí)EMI濾波電路，通過(guò)濾除電網(wǎng)中的高頻雜波和同相干擾信號(hào)，使輸出電源更加純凈。。
[0012]在圖2中通過(guò)濾波后的交流電壓輸入到整流橋路的輸入端，經(jīng)整流后的直流電壓從整流橋路的輸出端輸出經(jīng)電容C5、C12濾波后送入由Tl、Q7、Q8、D2、D4、D7、D9、R3~6、R13~16、C7和C13等組成的功率變換電路對(duì)直流電壓進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制，在功率變換電路之后分別接有C16、C17和R9、C9、D6、D5、L1等組成的高壓轉(zhuǎn)換和整流濾波電路。對(duì)升壓后的高壓轉(zhuǎn)換電壓后輸出到負(fù)載，輸出在汞燈加上高壓脈沖用以擊穿燈泡內(nèi)的液態(tài)汞，形成弧光放電，進(jìn)而將電極兩端轉(zhuǎn)換成汞燈工作所要求的電壓和電流；主變壓器輸出的另一路交流分量送入輸出慮波，在汞燈點(diǎn)亮后經(jīng)整流濾波后的直流電壓送入汞燈負(fù)載。
[0013]在圖2中本電源重點(diǎn)介紹變換電路和檢測(cè)以及電流自動(dòng)跳變電路，選擇此電路的原因是因