專利名稱：金屬鹵素?zé)綦娫吹闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電源，尤指一種金屬鹵素?zé)綦娫础?
背景技術(shù)：
目前的光固化設(shè)備使用的金屬鹵素?zé)羰切乱淮睦涔庠垂?jié)能燈，其紫外光輻射效 率可達(dá)93%以上，由高純度石英管材充入含有汞、氬、鎵的碘化物、鐵的碘化物以及一些稀 有金屬鹵化物制造而成。該金屬鹵素?zé)魪V泛應(yīng)用于線路板(PCB)制造、UV機、印刷、蝕亥IJ、 醫(yī)療等行業(yè)，例如用于UV油墨、UV油漆的固化、PCB干膜、濕膜、綠色阻焊、PCB板曝光等。該光固化設(shè)備用金屬鹵素?zé)羲璧碾娫措妷焊?500V-5000V)、電流大(2-200A)， 只能采用如下工作過程來點亮該金屬鹵素?zé)艄ぷ髑跋扔筛邏河|發(fā)器觸發(fā)點燈，燈點亮以 后即將主電源接上，此時燈的電流上升很快，2-3秒鐘即達(dá)到額定值，但燈管兩端的電壓上 升很慢，要隨著燈內(nèi)的溫度逐漸升高而上升，一般要2-4分鐘才能達(dá)到額定值。可見，普通 開關(guān)電源將無法滿足這種非線性的工作過程，脈沖電源也不行。目前使用中，國內(nèi)外大多是采用工頻變壓器來做為金屬鹵素?zé)綦娫?，例?0HZ工 頻變壓器。工頻變壓器點燈的工作過程為先由觸發(fā)器觸發(fā)點燈，然后由交流接觸器將變壓 器電源合上，而后觸發(fā)器斷開；變壓器接上電源以后，由于金屬鹵素?zé)籼幱诶鋺B(tài)下，近乎于 短路，其電壓輸出降到20V左右，所以此時的變壓器初、次級電流很大且無法控制，要等到 金屬鹵素?zé)魞?nèi)的溫度逐漸上升以后，變壓器次級電壓才能慢慢上升至額定值，其次級電流 也才能慢慢降低至額定值。雖然工頻變壓器電源可以實現(xiàn)點亮該金屬鹵素?zé)舻男Ч牵?該工頻變壓器電源在工作過程中很不穩(wěn)定(隨電網(wǎng)的變化而變化)且不可調(diào)(變壓器參數(shù) 設(shè)計是多少就是多少)。而且，由于工頻變壓器電源為單相380V輸入，因此，人為造成了三 相不平衡；而變壓器電源本身的效率也很低，只有50%左右，造成電網(wǎng)功率因素<0.5，極 大地浪費了能源，降低了使用效率。另外，變壓器的體積大且笨重，安裝運輸及維護存在諸 多不便。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種金屬鹵素?zé)綦娫?，該金屬鹵素?zé)綦娫垂?jié)能、環(huán)保、 使用壽命長、體積小、重量輕。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了以下技術(shù)方案—種金屬鹵素?zé)綦娫?，其特征在于它包括微處理器、高頻高壓開關(guān)型直流電源、 超高壓脈沖電源、點燈電流檢測電路、電壓檢測電路，其中該微處理器的信號輸出端經(jīng)由 電網(wǎng)輸入控制電路分別與該高頻高壓開關(guān)型直流電源、該超高壓脈沖電源的輸入端連接， 該高頻高壓開關(guān)型直流電源、該超高壓脈沖電源的輸出端均與金屬鹵素?zé)暨B接，該點燈電 流檢測電路將在該金屬鹵素?zé)襞c該超高壓脈沖電源形成的回路內(nèi)檢測的電流檢測信號反 饋給該微處理器，該電壓檢測電路將檢測到的該高頻高壓開關(guān)型直流電源輸出的電壓信號 反饋給該微處理器。[0008]本實用新型的優(yōu)點是本實用新型金屬鹵素?zé)綦娫礊楦哳l、高壓、大功率電源，電源總效率達(dá)到92%以 上，與工頻變壓器電源相比，效率提高了 30-40%以上，節(jié)電效果十分顯著。本實用新型金屬 鹵素?zé)綦娫刺貏e適用于諸如曝光機、UV機、印刷機、蝕刻機、醫(yī)用儀器設(shè)備等光固化設(shè)備。在實際應(yīng)用中，若新光固化設(shè)備采用本實用新型電源，則可大大簡化設(shè)備的原有 電路結(jié)構(gòu)，降低設(shè)備使用能耗，提高設(shè)備的使用效率，簡便操作程序；若對老光固化設(shè)備進 行改造，則只需將原來設(shè)備的舊電源更換為本實用新型電源，就可達(dá)到節(jié)能、減排、降耗的 目的，降低了企業(yè)更換設(shè)備的成本，提高了企業(yè)效益。 在本實用新型金屬鹵素?zé)綦娫粗?，該高頻高壓開關(guān)型直流電源可預(yù)設(shè)或直接調(diào)節(jié) 金屬鹵素?zé)舻南嚓P(guān)參數(shù)，從而控制金屬鹵素?zé)舻妮椛淠芰?，延長金屬鹵素?zé)舻氖褂脡勖１?實用新型金屬鹵素?zé)綦娫淳哂行矢?、損耗小、節(jié)能、光輻射能量穩(wěn)定均勻、使用壽命長、成 本低、體積小、重量輕、方便安裝和運輸?shù)膬?yōu)點。

圖1是本實用新型金屬鹵素?zé)綦娫吹慕M成示意圖；圖2是超高壓脈沖電源的電路原理示意圖；圖3是高頻高壓開關(guān)型直流電源的組成框圖；圖4是LC濾波電路、零電流軟開關(guān)高頻功率轉(zhuǎn)換電路、高頻全波整流電路、LCL高 頻濾波電路的電路原理示意圖；圖5是PWM控制電路、穩(wěn)壓電路、穩(wěn)流電路的電路原理示意圖(穩(wěn)流電路中的分流 器在圖4中示出)；圖6是電網(wǎng)輸入控制電路中的部分電路與微處理器的連接示意圖；圖7是已有的CLC濾波電路；圖8是已有的LCLC濾波電路。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型進行詳細(xì)描述。 如圖1，本實用新型金屬鹵素?zé)綦娫窗ㄎ⑻幚砥?00 (如圖6)、高頻高壓開關(guān)型 直流電源300、超高壓脈沖電源400、點燈電流檢測電路600、電壓檢測電路800。該微處理 器100的信號輸出端經(jīng)由電網(wǎng)輸入控制電路200分別與該高頻高壓開關(guān)型直流電源300的 輸入端、該超高壓脈沖電源400的輸入端連接，該高頻高壓開關(guān)型直流電源300的輸出端、 該超高壓脈沖電源400的輸出端均與金屬鹵素?zé)?00連接，也就是該高頻高壓開關(guān)型直流 電源300與該超高壓脈沖電源400為并聯(lián)連接狀態(tài)，該點燈電流檢測電路600將在該金屬 鹵素?zé)?00與該超高壓脈沖電源400形成的回路內(nèi)檢測的電流檢測信號反饋給該微處理器 100，該電壓檢測電路800將檢測到的該高頻高壓開關(guān)型直流電源300輸出的電壓信號反饋 給該微處理器100。電流檢測信號反映金屬鹵素?zé)?00是否被點亮。例如，若金屬鹵素?zé)?500被點亮，則該金屬鹵素?zé)?00與該超高壓脈沖電源400形成的回路內(nèi)有電流通過，設(shè)定 電流檢測信號為1，反之，電流檢測信號為0。該微處理器100還可與顯示電路700連接。該 點燈電流檢測電路600、電壓檢測電路800、該電網(wǎng)輸入控制電路200屬于現(xiàn)有技術(shù)，不在這里詳述。圖6只示出了該電網(wǎng)輸入控制電路的一部分。顯示電路700參見圖6所示。如圖2，該超高壓脈沖電源400包括第二變壓器B2、第三變壓器B3、高頻放電裝置 401。該第二變壓器B2的初級側(cè)與電網(wǎng)輸入控制電路200的輸出端連接，該第二變壓器B2 的初級側(cè)采用50HZ、220V交流輸入，由微處理器100經(jīng)由電網(wǎng)輸入控制電路200控制。該 第二變壓器B2的次級側(cè)輸出電壓為2000V，電流50mA。該第二變壓器B2的次級側(cè)與一個 高壓儲能電容器C4并聯(lián)連接，該第三變壓器B3的初級側(cè)與該高頻放電裝置401串聯(lián)后與 該儲能電容器C4并聯(lián)連接，該第三變壓器B3的次級側(cè)串聯(lián)一個高頻高壓硅堆D3 (15KV/1A) 后與金屬鹵素?zé)?00連接。該超高壓脈沖電源400組成簡單，安裝調(diào)試方便。在圖2中，高頻放電裝置401包括環(huán)氧棒，該環(huán)氧棒上開設(shè)有有氧通孔，該環(huán)氧棒 上固設(shè)有兩個螺釘，該兩個螺釘?shù)亩瞬课挥谠撚醒跬變?nèi)且相對設(shè)置，該兩個螺釘分別與 對應(yīng)導(dǎo)線連接。該高頻放電裝置401的放電速率可通過調(diào)整該兩個螺釘端部間的距離來改 變，從而調(diào)整該超高壓脈沖電源400輸出的電壓大小以及輸出的功率。例如，在實際制作中，該高頻放電裝置401采用環(huán)氧棒制作，該環(huán)氧棒的中間部位 開設(shè)有有氧通孔，該環(huán)氧棒的兩端各設(shè)有一個嵌入式螺母，該兩個螺母相對，該兩個螺母的 外端用2mm厚紫銅片攻絲連接固定，固定好螺母后，在每個螺母內(nèi)擰入一個螺釘，螺釘使得 與其相應(yīng)的螺母、紫銅片、環(huán)氧棒串在一起，該兩個螺釘端部之間的距離即為放電距離。如圖3和圖4，該高頻高壓開關(guān)型直流電源300包括三相整流電路302、LC濾波 電路303、零電流軟開關(guān)高頻功率轉(zhuǎn)換電路304、高頻全波整流電路305、LCL高頻濾波電路 306。如圖，該電網(wǎng)輸入控制電路200的輸出端依次經(jīng)由該三相整流電路302、該LC濾波電 路303與該零電流軟開關(guān)高頻功率轉(zhuǎn)換電路304的電源端連接，該零電流軟開關(guān)高頻功率 轉(zhuǎn)換電路304的輸出端依次經(jīng)由該高頻全波整流電路305、該LCL高頻濾波電路306與金屬 鹵素?zé)?00連接，PWM控制電路308經(jīng)由有源驅(qū)動電路307與該零電流軟開關(guān)高頻功率轉(zhuǎn) 換電路304的控制端連接。如圖3，該電網(wǎng)輸入控制電路200與該三相整流電路302之間可串聯(lián)抗干擾電路 301。為了減少和降低高頻高壓開關(guān)型直流電源300對電網(wǎng)造成的干擾，該高頻高壓開關(guān)型 直流電源300采用慢啟動方式，即設(shè)置一個慢啟動電路312，該慢啟動電路312與該PWM控 制電路308連接，從而減少電源啟動對電網(wǎng)的電流沖擊和干擾。由于金屬鹵素?zé)?00的工作電壓高、功率大，且其工作過程為非線性，因此，該高 頻高壓開關(guān)型直流電源300應(yīng)具有穩(wěn)壓、穩(wěn)流功能，如圖3，該高頻高壓開關(guān)型直流電源300 設(shè)計有穩(wěn)流電路309和穩(wěn)壓電路310，該穩(wěn)流電路309、該穩(wěn)壓電路310分別將該LCL高頻 濾波電路306輸出的電流、電壓信號反饋給PWM控制電路308，從而使PWM控制電路308根 據(jù)反饋回來的電壓、電流信號來控制零電流軟開關(guān)高頻功率轉(zhuǎn)換電路304的輸出。該高頻 高壓開關(guān)型直流電源300還可設(shè)置有故障檢測電路311，當(dāng)零電流軟開關(guān)高頻功率轉(zhuǎn)換電 路304或有源驅(qū)動電路307有過熱、過流等故障時，該故障檢測電路311將故障信號反饋給 該PWM控制電路308，從而使PWM控制電路308對零電流軟開關(guān)高頻功率轉(zhuǎn)換電路304采取 相應(yīng)的控制措施。如圖4至圖6，該抗干擾電路301由三個壓敏電阻RTl RT3、三個電感Ll L3 構(gòu)成，接收三相50HZ、380V交流電壓輸入。三相整流電路302包括三相整流橋ZLl。該LC 濾波電路303由一個電感L4和一個電容Cl構(gòu)成。該電容Cl為聚丙烯電容，沒有采用普通的電解電容，保證了高頻高壓開關(guān)型直流電源300的使用壽命。電感L4采用0型鐵芯，有 效抑制了電流沖擊，同時也可起到抗輻射作用。如圖3和圖4，該零電流軟開關(guān)高頻功率轉(zhuǎn)換電路304包括全橋型IGBT模塊和第 一變壓器Bi，該全橋型IGBT模塊的一個輸出端通過隔直電容C2與該第一變壓器Bl初級側(cè) 的一端(1端)連接，該全橋型IGBT模塊的另一個輸出端與該第一變壓器Bl初級側(cè)的另一 端(2端)連接。全橋型IGBT模塊中的四個IGBT Ql Q4受PWM控制電路308控制。在實際應(yīng)用 中，經(jīng)反復(fù)試驗，該零電流軟開關(guān)高頻功率轉(zhuǎn)換電路304的工作頻率確定為18. 5KHZ，這樣 IGBT Ql Q4的管壓降最小，在1. 7V左右，全橋型IGBT模塊兩端無需任何RC吸收回路和 觸發(fā)脈沖整形電路，IGBT的開關(guān)效率極高，全橋型IGBT模塊的溫升比一般電源低。有源驅(qū) 動電路307采用M57962L或M57959L驅(qū)動模塊，并采用正負(fù)電源供電模式，可加快全橋型 IGBT模塊在關(guān)斷時的速度，確保IGBT在關(guān)斷時損耗最小。該第一變壓器Bl為高頻高壓變壓器，其磁芯采用EE型鐵氧體磁芯制成(納米晶 磁芯均為磁環(huán)，無縫隙，相對該高頻高壓開關(guān)型直流電源300來講，磁飽和壓降偏低，不適 用)。該第一變壓器Bl采用長方形骨架及多股漆包線、外用聚四氟乙烯套管套制繞制初、次 級側(cè)。采用長方形骨架繞制，中間留有通風(fēng)孔，解決了鐵芯散熱的根本問題，且不會影響變 壓器變換效率。該第一變壓器Bl的層與層之間采用聚四氟乙烯薄膜絕緣。經(jīng)實際測試，該 第一變壓器Bl經(jīng)風(fēng)冷卻后表面溫度小于80度，符合長時間工作要求。并且，該第一變壓器 Bl安裝的固定支架不同于普通高頻變壓器支架，其采用的是平臥、緊固方式安裝，既解決了 變壓器的散熱問題，又解決了變壓器的耐壓、電磁兼容問題。在本實用新型中，全橋型IGBT模塊及其工作模式、有源驅(qū)動電路307、故障檢測電 路311屬于現(xiàn)有技術(shù)，不在這里詳述。如圖4，該高頻全波整流電路305包括兩個二極管單元3051、3052，該兩個二極管 單元3051、3052分別與該第一變壓器Bl次級側(cè)的兩個輸出端(3端和5端)連接。由于該 第一變壓器Bl輸出的電壓高、電流大，本實用新型中使用由高頻高壓快恢復(fù)二極管構(gòu)成的 二極管單元3051、3052，二極管單元3051、3052均包括至少三個快恢復(fù)二極管，該快恢復(fù)二 極管之間串聯(lián)。目前，對于輸出濾波部分，一般采用的是圖7所示的CLC濾波電路或圖8所示的 LCLC濾波電路，這兩種濾波電路對于低電壓、大電流的電源是可行的。但是，該高頻高壓開 關(guān)型直流電源300是高電壓、大功率輸出電源，變壓器的分布電容比較大，如果采用CLC或 LCLC濾波電路，電源的效率會很低，會影響到全橋型IGBT模塊的關(guān)斷速度，全橋型IGBT模 塊散熱器和第一變壓器的散熱問題無法得到解決，一般的冷卻方式都不能保證電源正常工 作。因此，該高頻高壓開關(guān)型直流電源300采用LCL濾波方式，該LCL高頻濾波電路306由 電感L5、電感L6和電容C3構(gòu)成。如圖4所示，兩個二極管單元3051、3052的輸入端分別與 該第一變壓器Bl次級側(cè)的兩個輸出端(3端、5端)連接，該兩個二極管單元3051、3052的 輸出端均與電感L5的一端連接；電感L6的一端與該第一變壓器Bl次級側(cè)的中心端(4端) 連接。電感L5、L6的另一端分別與金屬鹵素?zé)?00的兩端連接。該電感L5、L6采用UU型 鐵氧體磁性，用多股漆包線繞制而成。在金屬鹵素?zé)?00的兩端并聯(lián)連接高頻濾波電容C3， 該電容C3采用高頻高壓無感雙刺軸向濾波電容，以確保電源效率和穩(wěn)定。經(jīng)實測，該高頻高壓開關(guān)型直流電源300的效率可達(dá)到93. 8%以上，適合長時間工作使用。在本實用新型中，該LCL高頻濾波電路306不僅起到了平滑濾波的作用，使金屬鹵 素?zé)?00的光源柔和穩(wěn)定，而且，由于在高頻高壓開關(guān)型直流電源300投入工作的一瞬間， 電流沖擊很大，此時，該LCL高頻濾波電路306還可使電流峰值得以有效抑制，有效保護了 高頻高壓開關(guān)型直流電源300，使電源300經(jīng)得起大電流的沖擊。在實際使用中可以看到， 由于超高壓脈沖電源400的通電瞬間電壓在15KV以上，因此，對于超高壓脈沖電源400和 高頻高壓開關(guān)型直流電源300而言，它們的耐壓要求均必須在20KV以上。在超高壓脈沖電 源400加電的瞬間，由于LCL高頻濾波電路306的設(shè)計，可將點燈時超高壓脈沖電源400產(chǎn) 生的高壓與其在電感L5、L6上產(chǎn)生的反向電動勢抵消，相當(dāng)于把高頻高壓開關(guān)型直流電源 300與超高壓脈沖電源400隔離，從而確保超高壓脈沖電源400與高頻高壓開關(guān)型直流電源 300可以安全并聯(lián)工作。如果不這樣設(shè)計LCL高頻濾波電路306，則高頻高壓開關(guān)型直流電 源300則非常容易被超高壓脈沖電源400加電瞬間產(chǎn)生的高壓通過第一變壓器Bl反射到 第一變壓器Bl之前的電路中，將全橋型IGBT模塊打壞，造成電源損壞。而且，如果不這樣 設(shè)計LCL高頻濾波電路306，金屬鹵素?zé)?00也不易點亮或很容易熄滅，燈光會閃爍不停，造 成光輻射能量不穩(wěn)定，不能正常工作等。如圖4，電壓檢測電路800的輸入端連接電感L5與電容C3的公共點，電壓檢測電 路800的輸出端與微處理器100上相應(yīng)的信號輸入端連接，電壓檢測電路800用來將高頻 高壓開關(guān)型直流電源300最終輸向金屬鹵素?zé)?00的電壓信號反饋給微處理器100。如圖5所示，該PWM控制電路308包括PWM調(diào)制器，該PWM調(diào)制器采用SG3525芯 片，在圖5中，該PWM控制電路308的輸出1A、2A、1B、2B(3A、4A、3B、4B為擴展功率備用)分 別經(jīng)由有源驅(qū)動電路307而與IGBTQl Q4的控制端連接。該慢啟動電路312如圖5所 示，與SG3525芯片的Soft端(腳8)連接。由SG3525芯片等組成的PWM控制電路為常規(guī) 電路，在這里不再詳述。如圖4和圖5所示，穩(wěn)流電路309包括分流器3091，該分流器3091與電感L6串 聯(lián)，電感L6與分流器3091的公共點與圖5所示的電流反饋電路(包括運放TL084UIA和 TL084UID)連接，該電流反饋電路的輸出端與PWM調(diào)制器Ic2的同相輸入端IN+連接。穩(wěn)壓 電路310包括電阻單元3101，電感L5與電容C3的公共點經(jīng)由該電阻單元3101與圖5所示 的電壓反饋電路(包括運放TL084UIB和TL084UIC)連接，該電壓反饋電路的輸出端與PWM 調(diào)制器Ic2的同相輸入端IN+連接。在實際應(yīng)用中，可通過開關(guān)KCT、Krc來在穩(wěn)流與穩(wěn)壓之 間選擇一種電源工作狀態(tài)。另外，在實際應(yīng)用中，可根據(jù)用戶要求將本實用新型金屬鹵素?zé)綦娫丛O(shè)計成全功 率、半功率、1/4功率工作狀態(tài)。本實用新型金屬鹵素?zé)綦娫赐ㄟ^下述金屬鹵素?zé)酎c燈方法來實現(xiàn)點燈過程，該金 屬鹵素?zé)酎c燈方法包括步驟向該高頻高壓開關(guān)型直流電源300的輸入端輸入第一設(shè)定電 源電壓，該高頻高壓開關(guān)型直流電源300輸出的電壓逐漸升高；當(dāng)該高頻高壓開關(guān)型直流 電源300輸出的電壓升至額定值時，向該超高壓脈沖電源400的輸入端輸入第二設(shè)定電源 電壓，該超高壓脈沖電源400點亮該金屬鹵素?zé)?00，在點亮該金屬鹵素?zé)?00的同時，該高 頻高壓開關(guān)型直流電源300作為該金屬鹵素?zé)?00的工作電源，該金屬鹵素?zé)?00進入工 作狀態(tài)；切斷輸入該超高壓脈沖電源400的第二設(shè)定電源電壓。在實際中，該第一設(shè)定電源電壓為三相交流50HZ、380V電壓，該第二設(shè)定電源電壓為交流50HZ、220V電壓。在實際操 作中，在該超高壓脈沖電源400點亮該金屬鹵素?zé)?00后，便立即切斷輸入該超高壓脈沖電 源400的第二設(shè)定電源電壓。更具體地說，如圖1至圖6，該點燈過程為首先，微處理器100向電網(wǎng)輸入控制電 路200發(fā)出輸電指令，電網(wǎng)輸入控制電路200向該高頻高壓開關(guān)型直流電源300的輸入端 輸入三相交流50HZ、380V市電壓，該市電壓經(jīng)由抗干擾電路301至三相整流橋ZLl整流，然 后進入LC濾波電路303變?yōu)橹绷麟妷?530V左右)，該直流電壓施加在零電流軟開關(guān)高頻 功率轉(zhuǎn)換電路304的電源端上，零電流軟開關(guān)高頻功率轉(zhuǎn)換電路304的全橋型IGBT模塊受 PWM控制電路308的控制而進行高頻開關(guān)轉(zhuǎn)換，將輸出的交變電壓經(jīng)由第一變壓器B 1后送 入高頻全波整流電路305進行全波整流，該高頻全波整流電路305將產(chǎn)生的高頻直流高電 壓送入該LCL高頻濾波電路306，經(jīng)該LCL高頻濾波電路306濾波后向金屬鹵素?zé)?00輸出 供電。電壓檢測電路800隨機檢測該高頻高壓開關(guān)型直流電源300向金屬鹵素?zé)?00輸出 的電壓。該高頻高壓開關(guān)型直流電源300受慢啟動電路312的控制，其輸出的電壓逐漸升 高。最開始電源300輸出的電壓沒有達(dá)到維持金屬鹵素?zé)?00工作的額定值。當(dāng)微處理器 100根據(jù)電壓檢測電路800檢測的電壓信號而判斷出高頻高壓開關(guān)型直流電源300輸出的 電壓升高到額定值時，微處理器100向電網(wǎng)輸入控制電路200發(fā)出輸電指令，電網(wǎng)輸入控制 電路200向該超高壓脈沖電源400的輸入端輸入單相交流50HZ、220V電壓，該電壓經(jīng)由第 二變壓器B2升壓為高壓(2000V)，同時給儲能電容器C4充電，隨后經(jīng)由高頻放電裝置401 放電，由第三變壓器B3的次級側(cè)通過高頻高壓硅堆D3輸出大于等于15KV的高壓脈沖至金 屬鹵素?zé)?00，瞬間點亮該金屬鹵素?zé)?00。在瞬間點亮金屬鹵素?zé)?00的同時，點燈電流 檢測電路600將此時檢測到的金屬鹵素?zé)?00與該超高壓脈沖電源400形成的回路內(nèi)的電 流檢測信號反饋給該微處理器100。若反饋給該微處理器100的電流檢測信號表明該金屬 鹵素?zé)?00與該超高壓脈沖電源400形成的回路內(nèi)有電流通過(即金屬鹵素?zé)?00被點 亮)，則在金屬鹵素?zé)?00被點亮的同時，使已經(jīng)準(zhǔn)備好的該高頻高壓開關(guān)型直流電源300 作為該金屬鹵素?zé)?00的工作電源，維持該金屬鹵素?zé)?00正常工作。點亮該金屬鹵素?zé)?500后，微處理器100立即發(fā)出切斷超高壓脈沖電源400輸入電壓指令，即電網(wǎng)輸入控制電 路200不再向該超高壓脈沖電源400供電，該超高壓脈沖電源400的輸入電壓被切斷，點燈 過程順利完成。若反饋給該微處理器100的電流檢測信號表明金屬鹵素?zé)?00未被點亮， 則該超高壓脈沖電源400重新點燈。在該高頻高壓開關(guān)型直流電源300作為金屬鹵素?zé)?00工作電源的過程中，用戶 可以選擇穩(wěn)流或穩(wěn)壓工作方式。若選擇穩(wěn)流工作方式，則該穩(wěn)流電路309將該LCL高頻濾 波電路306輸出的電流信號反饋給PWM控制電路308，從而使PWM控制電路308根據(jù)反饋回 來的電流信號來更好地控制零電流軟開關(guān)高頻功率轉(zhuǎn)換電路304的電流輸出。若選擇穩(wěn)壓 工作方式，則該穩(wěn)壓電路310將該LCL高頻濾波電路306輸出的電壓信號反饋給PWM控制 電路308，從而使PWM控制電路308根據(jù)反饋回來的電壓信號來控制零電流軟開關(guān)高頻功率 轉(zhuǎn)換電路304的電壓輸出。當(dāng)給該高頻高壓開關(guān)型直流電源300加電(三相交流50HZ、380V電壓)后，若本實 用新型電源處于穩(wěn)流狀態(tài)，則高頻高壓開關(guān)型直流電源300即處于電壓最高(設(shè)定電壓額 定值)、電流為零的空載穩(wěn)流狀態(tài)；當(dāng)高頻高壓開關(guān)型直流電源300與超高壓脈沖電源400瞬間并聯(lián)時(即超高壓脈沖電源400瞬間點亮金屬鹵素?zé)?00，其與金屬鹵素?zé)?00形成的回路內(nèi)有電流通過時)，金屬鹵素?zé)?00中的電流迅速增至額定值(設(shè)定電流額定值)，此 時，金屬鹵素?zé)?00的端電壓降至最低值(20V左右)；然后，隨著金屬鹵素?zé)魞?nèi)溫度逐漸升 高，該LCL高頻濾波電路306輸出的端電壓逐漸上升到原設(shè)定電壓額定值，金屬鹵素?zé)?00 的端電壓也逐漸升高，一般在1分鐘內(nèi)達(dá)到額定值。然而，在實際實施時，由于高頻高壓開關(guān)型直流電源300輸出的電壓高，且高頻高 壓開關(guān)型直流電源300與超高壓脈沖電源400并聯(lián)的瞬間，控制信號很容易受干擾，使電源 300啟動誤動作保護(相應(yīng)設(shè)有電路保護措施，屬現(xiàn)有技術(shù)，不在這里詳述)，因此，在超高 壓脈沖電源400加電瞬間，可將SG3525的控保信號輸入端(10腳)短路接地(由微處理器 實現(xiàn))，在瞬間加電期間，高頻高壓幵關(guān)型直流電源300處于空載狀態(tài)，通常不會出現(xiàn)故障 (反復(fù)試驗和實際使用得出此結(jié)論)，因此，待超高壓脈沖電源400斷電后，再將SG3525的 控保信號輸入端與地斷開，恢復(fù)原有的保護功能，以保證高頻高壓開關(guān)型直流電源300在 點燈過程順利完成后，金屬鹵素?zé)?00能正常工作，而且，高頻高壓開關(guān)型直流電源300與 超高壓脈沖電源400也處于安全受控狀態(tài)。需要提及的是，在實際實施中，可采用手動方式或使用分立器件來實現(xiàn)上述微處 理器和電網(wǎng)輸入控制電路的功能，但是，手動方式或分立器件達(dá)到的效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有微處理 器和電網(wǎng)輸入控制電路產(chǎn)生的效果好，無法完成毫微秒級的動作，會使電源工作的故障率 大大增加，造成電源工作的不穩(wěn)定性，電源的體積也會大大增加。與工頻變壓器相比，本實用新型金屬鹵素?zé)綦娫淳哂腥缦绿攸c，見下表
權(quán)利要求1.一種金屬鹵素?zé)綦娫?，其特征在于它包括微處理器、高頻高壓開關(guān)型直流電源、超 高壓脈沖電源、點燈電流檢測電路、電壓檢測電路，其中該微處理器的信號輸出端經(jīng)由電網(wǎng)輸入控制電路分別與該高頻高壓開關(guān)型直流電源、 該超高壓脈沖電源的輸入端連接，該高頻高壓開關(guān)型直流電源、該超高壓脈沖電源的輸出 端均與金屬鹵素?zé)暨B接，該點燈電流檢測電路將在該金屬鹵素?zé)襞c該超高壓脈沖電源形成 的回路內(nèi)檢測的電流檢測信號反饋給該微處理器，該電壓檢測電路將檢測到的該高頻高壓 開關(guān)型直流電源輸出的電壓信號反饋給該微處理器。
2.如權(quán)利要求1所述的金屬鹵素?zé)綦娫?，其特征在于所述超高壓脈沖電源包括第二變壓器、第三變壓器、高頻放電裝置，其中 該第二變壓器的初級側(cè)與所述電網(wǎng)輸入控制電路的輸出端連接，該第二變壓器的次 級側(cè)與一個儲能電容器并聯(lián)連接，該第三變壓器的初級側(cè)與該高頻放電裝置串聯(lián)后與該儲 能電容器并聯(lián)連接，該第三變壓器的次級側(cè)串聯(lián)一個高頻高壓硅堆后與所述金屬鹵素?zé)暨B 接。
3.如權(quán)利要求2所述的金屬鹵素?zé)綦娫矗涮卣髟谟谒龈哳l放電裝置包括環(huán)氧棒，該環(huán)氧棒上開設(shè)有有氧通孔，該環(huán)氧棒上固設(shè)有兩個 螺釘，該兩個螺釘?shù)亩瞬课挥谠撚醒跬變?nèi)且相對設(shè)置，該兩個螺釘分別與對應(yīng)導(dǎo)線連接。
4.如權(quán)利要求1所述的金屬鹵素?zé)綦娫?，其特征在于所述高頻高壓開關(guān)型直流電源包括三相整流電路、LC濾波電路、零電流軟開關(guān)高頻功 率轉(zhuǎn)換電路、高頻全波整流電路、LCL高頻濾波電路，其中所述電網(wǎng)輸入控制電路的輸出端依次經(jīng)由該三相整流電路、該LC濾波電路與該零電 流軟開關(guān)高頻功率轉(zhuǎn)換電路的電源端連接，該零電流軟開關(guān)高頻功率轉(zhuǎn)換電路的輸出端依 次經(jīng)由該高頻全波整流電路、LCL高頻濾波電路與所述金屬鹵素?zé)暨B接，該零電流軟開關(guān)高 頻功率轉(zhuǎn)換電路的控制端與PWM控制電路連接。
5.如權(quán)利要求4所述的金屬鹵素?zé)綦娫?，其特征在?所述三相整流電路包括三相整流橋；所述LC濾波電路由一個電感和一個電容構(gòu)成；所述零電流軟開關(guān)高頻功率轉(zhuǎn)換電路包括全橋型IGBT模塊和第一變壓器，該全橋型 IGBT模塊的兩個輸出端分別與該第一變壓器初級側(cè)的兩端連接；所述高頻全波整流電路包括兩個二極管單元，該兩個二極管單元分別與該第一變壓器 次級側(cè)的兩個輸出端連接；所述LCL高頻濾波電路由兩個電感和一個電容構(gòu)成，該兩個電感的一端分別與該兩個 二極管單元的輸出端、該第一變壓器次級側(cè)的中心端連接，該兩個電感的另一端分別與所 述金屬鹵素?zé)魞啥诉B接，該電容與所述金屬鹵素?zé)舨⒙?lián)。
6.如權(quán)利要求5所述的金屬鹵素?zé)綦娫?，其特征在?所述LC濾波電路中的電容為聚丙烯電容；所述第一變壓器的磁芯為EE型鐵氧體磁芯； 所述二極管單元包括至少三個串聯(lián)的快恢復(fù)二極管。
7.如權(quán)利要求4或5或6所述的金屬鹵素?zé)綦娫?，其特征在于所述高頻高壓開關(guān)型直流電源包括慢啟動電路、穩(wěn)流電路和穩(wěn)壓電路，該慢啟動電路與所述PWM控制電路連接，該穩(wěn)流電路、該穩(wěn)壓電路分別將所述LCL高頻濾波電路輸出的電 流、電壓信號反饋給所述PWM控制電路。
專利摘要本實用新型公開了一種金屬鹵素?zé)綦娫?。該電源包括微處理器，該微處理器的信號輸出端?jīng)由電網(wǎng)輸入控制電路分別與該高頻高壓開關(guān)型直流電源、該超高壓脈沖電源的輸入端連接，該高頻高壓開關(guān)型直流電源、該超高壓脈沖電源的輸出端均與金屬鹵素?zé)暨B接，該點燈電流檢測電路將在該金屬鹵素?zé)襞c該超高壓脈沖電源形成的回路內(nèi)檢測的電流檢測信號反饋給該微處理器，該電壓檢測電路將檢測到的該高頻高壓開關(guān)型直流電源輸出的電壓信號反饋給該微處理器。本實用新型電源適用于光固化設(shè)備，具有效率高、節(jié)能、成本低等優(yōu)點。
文檔編號H05B41/26GK201781668SQ20102029125
公開日2011年3月30日 申請日期2010年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月12日
發(fā)明者蘭衛(wèi)國 申請人:蘭衛(wèi)國