基于PLC控制的多功能脉冲氙灯电源的制作方法

本发明涉及一种基于plc控制的多功能脉冲氙灯电源，属于脉冲功率技术领域。

背景技术：

脉冲氙灯是一种通过脉冲放电形式转换成辐射能的器件，储存在电容上的能量在非常短的时间内通过氙灯负载以气体放电形成释放。

目前，脉冲氙灯常用的工作模式有多种，这些工作模式也常常用在脉冲电源系统中，现有电源技术存在问题表现为氙灯工作模式单一，脉冲氙灯工作方式不能集成一体,方便应用，依据实际氙灯工作要求进行相互之间的切换运行。

随着这些年单片机技术的快速发展，脉冲氙灯电源有选用单片机作为主控芯片，同时加上外围电路来从而实现脉冲氙灯的触发和控制。脉冲氙灯工作在高电压状态下，要使脉冲氙灯能可靠击穿需要在脉冲氙灯上加载约几十kv的高频高压脉冲触发信号，这就对电路的整体设计提出更高的要求，目前来看自由空间辐射及电路高频高压脉冲信号是单片机设计系统不可忽略的主要因素。

技术实现要素：

本发明目的是根据脉冲氙灯放电特性，进行不同工作模式之间的切换。采用了一种基于plc控制的多功能脉冲氙灯电源。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于plc控制的多功能脉冲氙灯电源，其特点在于，包括充电机，所述充电机通过输出信号控制可编程逻辑控制器，所述的充电机连接储能电容，所述的储能电容连接连续预电离电路和切换电路，所述的连续预电路连接泄放电路和脉冲氙灯，所述的整流电路连接内触发电路。

所述可编程逻辑控制器还连有触发信号电路和人机界面。

所述的内触发电路连接脉冲氙灯和触发信号。

所述内触发电路中脉冲变压器的变比为1：30。

所述可编程逻辑控制器的型号西门子s7-200smart。

所述的脉冲触发电路，包括脉冲变压器t1，变压器t1次级连接二极管d1和二极管d2，变压器t1初级连接电容c1，所述的电容c1连接+12v电源和可控硅q3的阳极，所述的可控硅q3阴极接地，可控硅q3的控制极接三极管q2的发射极，所述的三极管q2的发射极连接电阻r2，三极管q2的基极连接三极管q1的发射极接电阻r1一端，r1另一端接地，所述的三极管q1的基极和三极管q2的集电极接+12v电源，所述三极管q1的基极接脉冲信号。

所述的内触发电路，包括点火脉冲变压器t2，变压器t2初级一端接地，变压器t2初级另一端接脉冲氙灯电极一端，脉冲氙灯另一端接高电压信号，所述的点火脉冲变压器t2的次级一端接电容c2，点火脉冲变压器t2的另一端接地，所述的电容c2另一端连接常开触点k1和可控硅q4的阳极，所述的常开触点k1另一端接地，所述的可控硅q4阴极接地，控制极接外部触发信号。

综上述所：由于采用了上述技术方案，本发明效果：

与单一功能脉冲氙灯电源相比，本发明专利基于plc控制的多种功能氙灯电源,其充电速度快，电源运行稳定、可靠；电源体积小，操作按钮少，功能强，能满足氙灯不同测试性能的要求。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明提供的基于plc控制的多功能脉冲氙灯电路框图。

图2是本发明所述脉冲触发电路图。

图3是本发明所述内触发电路图。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步详细的说明。但不应以此限制本发明的保护范围。

如图1所示的一种基于plc控制的多功能脉冲氙灯电源，包括充电机，所述充电机通过输出信号与可编程逻辑控制器连接。所述的充电机连接储能电容；所述的电容连接连续预电离电路和切换电路，所述的连续预电路连接泄放电路和脉冲氙灯；所述的整流电路连接内触发电路。所述的可编程逻辑控制器连接人机界面和触发脉冲电路。

在实施方案中，所述可编程逻辑控制器连接触摸屏，触摸屏让操作更加便捷，实时监控电源运行状态。

在实施方案中，所述脉冲氙灯连外触发电路和内触发电路，脉冲氙灯为直管灯，也可以采用不同规格的脉冲氙灯。

在实施方案中，所述储能电容参数可根据使用条件进行调整。

连续预电离模式：市电的电能通过充电机给储能电容快速充电，在触摸屏上选择“连续预电离”工作模式，按下触摸屏上“高压开启”充电机输出信号到可编程逻辑控制器，切换电路工作，此时储能电容经过连续预电离电路到脉冲氙灯一端，脉冲氙灯连续导通；

触发信号检测：在氙灯放电前，为保证氙灯能正常放电，需要高频高压脉冲信号加载在氙灯处，同时能让灯内气体击穿。按下触摸屏“高压启动”，按下触摸屏上“开始”当看到脉冲氙灯灯内有放电沟道，说明脉冲触发信号加载在灯管处，氙灯被击穿，这为氙灯主放做好准备。

内触发及重复频率工作模式：当在触摸屏上中选择“内触发工作”模式，同时设置工作电压值，按下触摸屏上“高压开启”充电机输出信号反馈到可编程逻辑控制器，切换电路工作并通过储能电容高压加到脉冲氙灯电极一端，同时市电的电能经过整流电路给内触发电路中电容充电，当按下触摸屏“手动触发”，内触发电路中电容在点火脉冲变压器初级放电，点火脉冲变压器次级一端产生几十kv高频高压脉冲信号瞬间氙灯放电，完成一次手动触发。在内触发模式下，在触摸屏内设置好重复频率次数，按下触摸屏内的“开始”按钮，此时氙灯按照所设置的频率工作。工作结束后内置泄放电路会自动释放储能电容上的剩余电能。

本发明电源能在一台电源上集成连续预电离，手动触发，重复频率，脉冲信号检测功能，不同工作模式能满足不同脉冲氙灯测试要求，操作方便，电源性能安全可靠，稳定运行，电源已可靠运行万发次，无故障。

技术特征：

1.一种基于plc控制的多功能脉冲氙灯电源，其特征在于，包括充电机、可编程逻辑控制器、储能电容、连续预电离电路、切换电路、内触发电路、触发脉冲电路、触摸屏、整流电路；

所述的充电机与储能电容连接，所述的储能电容连接连续预电离电路和切换电路，所述的连续预电离电路连接泄放电路和脉冲氙灯，该与内触发电路连接；

所述充电机与所述的可编程逻辑控制器连接，该可编程逻辑控制器分别控制触发脉冲电路和触摸屏，该触发脉冲电路输出控制信号至内触发电路，所述的整流电路连接内触发电路。

2.如权利要求1所述的plc控制的多功能脉冲氙灯电源，其特征在于，所述的脉冲触发电路包括脉冲变压器t1，二极管d1、二极管d2、电容c1、三极管q1、三极管q2和可控硅q3；

所述的脉冲变压器t1次级连接二极管d1和二极管d2，脉冲变压器t1初级连接电容c1，所述的电容c1分别连接+12v电源和可控硅q3的阳极，所述的可控硅q3阴极接地，可控硅q3的控制极接三极管q2的发射极，所述的三极管q2的发射极连接电阻r2，三极管q2的基极连接三极管q1的发射极和电阻r1一端，电阻r1另一端接地，所述的三极管q1的基极和三极管q2的集电极接+12v电源，所述三极管q1的基极接脉冲信号。

3.如权利要求1所述的plc控制的多功能脉冲氙灯电源，其特征在于，所述的所述内触发电路包括点火脉冲变压器t2、电容c2、常开触点k1和可控硅q4；所述的点火脉冲变压器t2初级一端接地，另一端接脉冲氙灯电极一端，该脉冲氙灯另一端接高电压信号，所述的点火脉冲变压器t2的次级一端接电容c2，另一端接地，所述的电容c2另一端连接常开触点k1和可控硅q4的阳极，所述的常开触点k1另一端接地，所述的可控硅q4的阴极接地，控制极接外部触发信号。

技术总结
一种基于PLC控制的多功能脉冲氙灯电源，它由充电电路、控制电路和触发电路组成。利用可编程逻辑控制器完成电路快速充电，及不同工作模式之间的相互转换。通过触摸屏的操作，能方便的设置所需的工作参数和选择所需的工作模式，有效的解决了现有脉冲氙灯电源工作模式单一、电源体积大的问题。

技术研发人员：邵若燕;吴睿骅;刘建军;李海兵
受保护的技术使用者：中国科学院上海光学精密机械研究所
技术研发日：2020.09.27
技术公布日：2021.01.15