用于加速風(fēng)化試驗裝置中的氙燈的少點火器的供電電源的制作方法
【專利說明】用于加速風(fēng)化試驗裝置中的氙燈的少點火器的供電電源
[0001]相關(guān)申請
[0002]本實用發(fā)明專利申請是2012年11月16日提交的美國專利申請N0.13/679，596的部分繼續(xù)申請案，此美國申請N0.13/679，596要求2011年11月17日提交的美國臨時申請N0.61/561，157的權(quán)益和優(yōu)先權(quán)，其全部公開內(nèi)容以引用的方式被整體并入本文中。
【背景技術(shù)】
[0003]本公開涉及用于向風(fēng)化裝置中的燈供應(yīng)電力的供電電源。風(fēng)化設(shè)備被用于模擬在環(huán)境要素中的長時間暴露。一個這樣的環(huán)境要素是日光。為了準(zhǔn)確地模擬在日光中的暴露，風(fēng)化裝置可以使用諸如氙燈之類的高強度燈。本公開涉及一種以最小損耗、向氙燈提供輻射光譜形狀的高頻正弦電流，以便控制來自這樣的燈的輻射光譜的設(shè)備，并且涉及使用波形整形以操縱開關(guān)模式的輸出電壓和電流，以獲得可控的氙燈輻射光譜。因此，在風(fēng)化試驗期間更精確地控制氙燈輻射光譜，以便更好地模擬太陽輻射，以及提高在輻射光譜的紫外部分的氙燈輸出，并減少不想要的在光譜的紅外部分的輻射。本公開的系統(tǒng)進一步包括在燈的預(yù)點火階段期間提供的輔助點火的蓄能器，使得燈不需要那么強大的點火器。
[0004]常規(guī)的風(fēng)化裝置和方法不控制任何輻射光譜，或不提供任何以本文公開的方式或方法控制氙燈輻射光譜的機制，因此常規(guī)的風(fēng)化裝置和方法并不準(zhǔn)確。此外，現(xiàn)有的氙燈供電技術(shù)僅基于提供線頻率功率鎮(zhèn)流，其是龐大且笨重的，需要許多特征以提供有限的控制，并且不具有提供電子的、通用的功率因數(shù)校正的功能。
[0005]—種已知的常規(guī)設(shè)備使用脈沖直流模式的氙燈操作，其僅僅是對占空比的調(diào)制。這樣的設(shè)備是不利的，因為它產(chǎn)生能夠損壞氙燈陰極并且減少氙燈壽命的非常高的電流突變。此外，這種常規(guī)的方法沒有準(zhǔn)確地模擬太陽的日周期。
[0006]通常，用于高強度放電燈的電弧交流輸出電子式電源僅控制向燈輸出的電流和/或功率。此外，通過使得控制可以降低燈的電流幅度來提供有限的燈調(diào)光。通常，所述電源是由功率因數(shù)校正器、降壓轉(zhuǎn)換器和低頻AC逆變器組成的三級供電電源。它們還需要獨立的點火器，所述點火器的功率與整個供電電源的額定功率可比校，以便啟動燈。輻射控制并不存在，所以不被考慮。
[0007]因此，對于利用氣體放電燈的設(shè)備和需要模擬日光或一些其它輻射光譜的設(shè)備來說，存在改善供電電源的需要。這樣的需要包括控制燈的輻射光譜以更精確地模擬太陽的日周期、以供諸如加速風(fēng)化設(shè)備之類的設(shè)備使用的能力。
[0008]此外，用已知的供電電源利用氣體放電燈的設(shè)備，需要可以在燈點火期間傳送巨大的能量脈沖的系統(tǒng)。同時，已知的供電電源的電流控制機制可能導(dǎo)致能夠負(fù)面地影響氣體放電燈的可靠性和壽命的電流突變或尖峰。因此，需要改善供電電源以提供具有較低功率要求的點火系統(tǒng)，使得設(shè)備的運行成本減小，且點火器的選擇的靈活性得到改善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]通常，本公開的一個方面可以包括加速風(fēng)化裝置，其可以包括能控制氙燈輻射光譜和它的強度，以便完全模擬太陽的日周期，提高紫外輸出，并且減少紅外輻射的供電電源。在一個實施例中，供電電源可以包括用于獲得供應(yīng)給氙燈的可控的、波形確定的輸出功率的高頻逆變器。這提供了產(chǎn)生光譜形狀的燈輻射，產(chǎn)生作為直接供給氙燈的電流源的諧振電路，以及同時產(chǎn)生大功率、高電壓、用不那么強大的點火器在較低的點火電壓下進行可靠的引弧與設(shè)置的備用氙燈的能力。因此，由于使用高頻功率轉(zhuǎn)換技術(shù)和波形控制，實施例可以是更緊湊并且更便宜的，實施例還具有在本地被計算機監(jiān)視和控制和/或甚至經(jīng)由因特網(wǎng)被計算機遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制的能力。
[0010]本公開的另一個方面可以包括加速風(fēng)化設(shè)備，其可以包括使用近諧振高頻開關(guān)產(chǎn)生可以被有利地配置為輔助燈點火的燈預(yù)點火條件。通過使用本公開的方面、以及使用其它的由于一些實施例中的高電壓和存儲的能量的備份而先前認(rèn)為不實際的燈點火方法，可以降低已知的點火器的尺寸和能量要求。本公開使得可以增加在選擇具有低成本和延長的運行壽命的可能性的點火類型時的靈活性。
[0011]在本公開的另一方面中，提供了一種包括光譜成形組件的供電電源，所述組件能夠提供控制燈的輻射光譜的信號。
[0012]在本公開的另一方面中，提供了一種包括預(yù)處理組件的供電電源，所述預(yù)處理組件向燈提供高電壓和備用能量的蓄能器以輔助燈的點火和運行。
[0013]在本公開的另一方面中，提供了一種風(fēng)化設(shè)備，其包括能夠控制燈的輻射光譜、使得可以模擬太陽的日周期的供電電源。
【附圖說明】
[0014]圖1說明了本公開的供電電源的一個實施例；
[0015]圖2說明了本公開的供電電源的另一個實施例；
[0016]圖3說明了本公開的供電電源的另一個實施例；
[0017]圖4說明了本公開的供電電源的另一個實施例；
[0018]圖5說明了本公開的供電電源的另一個實施例；
[0019]圖6是示出操作本公開中的燈和供電電源的方法的流程圖；
[0020]圖7說明了在使用本公開的供電電源實施例中的一個實施例的預(yù)點火期間的一個不例電壓分布；
[0021]圖8說明了使用本公開的供電電源實施例中的一個實施例而產(chǎn)生的輻射光譜成形輸出的示例；
[0022]圖9是包括本公開的示例供電電源的示例風(fēng)化設(shè)備的側(cè)截面圖；
[0023]圖10說明了本公開的供電電源輸出控制的一個實施例；
[0024]圖11說明了本公開的供電電源輸出控制的另一個實施例；
[0025]圖12說明了被配置為在沒有點火器的情況下運行的本公開的燈的實施例；
[0026]圖13說明了具有環(huán)繞燈的板的本公開的燈的實施例；
[0027]圖14說明了在燈的表面上具有導(dǎo)電帶的本公開的燈的實施例；
[0028]圖15說明了具有覆蓋燈的一部分表面的板的本公開的燈的實施例；
[0029]圖16說明了本公開的燈和供電電源的實施例的電路圖；
[0030]圖17說明了根據(jù)本公開的、施加到燈上的電壓。
【具體實施方式】
[0031]當(dāng)結(jié)合附圖、【附圖說明】、摘要、【背景技術(shù)】、公開領(lǐng)域以及相關(guān)聯(lián)的標(biāo)題被閱讀時，通過參考所提供的詳細(xì)描述，以下的公開內(nèi)容作為一個整體可以更好地被理解。在不同附圖中出現(xiàn)的相同的引用標(biāo)號表示相同的元件或功能上等效的元件。在摘要中列出的元件不作為參考，但是通過與詳細(xì)描述和相關(guān)公開內(nèi)容的關(guān)聯(lián)而被參考。
[0032]本公開不限于所描繪的裝置的特定細(xì)節(jié)，并且可以預(yù)期其它的修改和應(yīng)用。在不背離本文所涉及的公開范圍的真實精神的情況下，可以對裝置、設(shè)備或方法做出進一步改變。因此，意圖在于本公開中的主題應(yīng)該被理解為描述性的，而不是限制性的。
[0033]在本公開的一個實施例中，如圖9所示，提供了一種包括用于生成模擬日光的系統(tǒng)的風(fēng)化設(shè)備。用于生成模擬日光的系統(tǒng)位于殼(90)內(nèi)的風(fēng)化設(shè)備(82)的內(nèi)部，并且用于與位于機架(92)上