创新型显微镜专用汞灯电源的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是一种直流汞灯电源，更具体的涉及一种基于显微镜专用的汞灯电源。
【背景技术】
[0002]由于高级生物显微镜需要有丰富的紫外线来激发标本的荧光，汞灯发射的光谱里含有丰富的紫外光，用来作为荧光显微镜的光源。荧光显微镜是荧光细胞化学的基本工具，是利用一定波长的光激发标本内的荧光物质发射出各种不同颜色的荧光后，通过物镜和目镜系统放大以观察标本。目前通常使用的为100W超高气压汞灯，灯管内通有一对钨电极和液态汞(室温下附在管壁上)，未点燃时，管内气压很低，在灯管的两电极间施加电压点燃后，汞气化为汞蒸气形成汞弧而产生强光，温度升高，管内气压迅速升到10个大气压。由于是高气压的气体放电，所以在使用和操作上要特别注意。如果违反操作规定时，将会造成严重后果！
[0003]目前市面上的现有直流汞灯电源的电源稳定性差，输出功率不稳定，影响光强稳定性；各保护功能不完善，没有启动限流保护，没有过热保护，不能进行汞灯光强调节，所以现有直流汞灯电源大大影响汞灯的使用寿命和操作人员的人身安全，由于汞灯的价格很高这就大大增大了用户的使用成本。
【发明内容】
[0004]本发明针对现有技术存在的不足而提供一种安全可靠的创新型显微镜专用汞灯电源，为了实现这一目的，本发明是通过以下技术方案来完成的:
[0005]一种基于新型显微镜专用的汞灯电源，110VAC/220VAC交流输入送至EMI电路1，其输出送入倍压电路3，经倍压电路3后的直流电压送入整流滤波电路2，经倍压整流滤波后的直流电压送入功率变换半桥电路4，功率变换半桥电路4输出的交流分量送入主变压器5，主变压器5输出的交流分量经高压转换电路6输出到汞灯18 ;主变压器5输出的另一路交流分量送入输出滤波电路7 ;经输出滤波电路7整流滤波后的直流电压送入汞灯18。恒功率电路11对输出滤波电路7整流滤波后的直流电压进行采样，采样后的信号送入主控电路9，同时保护电路10对经输出滤波电路7整流滤波后的直流电压进行采样，采样后的信号也送入主控电路9，主控电路9输出控制信号给驱动电路8，由驱动电路8对半桥电路进行PWM(脉冲宽度)控制，从而控制了灯泡工作电流的大小。
[0006]更进一步的技术方案:AD采样电路14对输出滤波电路7整流滤波后的直流电压进行采样，采样后的信号送入微处理器13，经微处理器处理13分析后的信号一路送入到数码显示电路16对输出到汞灯18的电压及电流数值进行显示；一路送入声音报警电路15对过压过流信号进行声音报警；一路送入高压自启动电路17，对高压转换电路6进行控制。
[0007]更进一步的技术方案:微处理器13与人机交互电路12相连，操作人员可以根据实际情况通过人机交互电路12与微处理器13进行通信，设定实际需要的有关参数，比如工作电流的大小、工作电压的高低、延时时间、自动关机时间等等。
[0008]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0009]通过选用专用集成电路芯片(TL494PWM集成电路)和微处理器控制，对汞灯电源进行重新电路设计和PCB设计，该新型显微镜专用的汞灯电源完全满足电子产品安规标准《EN60950-1 (GB 4943)》的安全规范要求，经过实际应用，证明符合显微镜用汞灯的要求，操作方便、显示报警功能完善，大大提高了汞灯的使用寿命，使得用户的使用成本大大减少。
【附图说明】
[0010]图1:创新型显微镜专用汞灯电源方框图
[0011]图2:创新型显微镜专用汞灯电源原理图
[0012]图3:汞灯输出电压和电流随工作时间的变化曲线
[0013]图4:创新型显微镜专用汞灯电源微处理器控制框图
[0014]图5:创新型显微镜专用汞灯电源微处理器电路原理图
[0015]图6:创新型显微镜专用汞灯电源微处理器程序流程图
【具体实施方式】
[0016]下面结合实例做一详细阐述。
[0017]图1为新型显微镜专用的汞灯电源总框图在图1中110VAC/220VAC交流输入送至EMI电路1，其输出送入倍压电路3后送入整流滤波电路2，经整流滤波后的直流电压，在输入为IlOVac时，倍压电路中自动开关单元工作，整流电路转换为倍压整流工作，使输出的直流电压为300Vdc ;在输入为220Vac时倍压电路中自动开关单元自动打开，电源接入非倍压工作，在倍压电路中可以自动识别输入电压的高低从而进入倍压或非倍压工作状态。经整流后的直流电压送入功率变换半桥电路4，功率变换半桥电路4输出的交流分量送入主变压器5，主变压器5输出的交流分量经高压转换电路6输出到汞灯18 ;汞灯工作首先需要加上高压脉冲用以击穿灯泡内的液态汞，形成弧光放电，进而将电极两端转换成汞灯工作所要求的电压和电流；主变压器5输出的另一路交流分量送入输出滤波电路7 ;经输出滤波电路7整流滤波后的直流电压送入汞灯18，在汞灯点亮后经整流滤波后的直流电压送入汞灯使之持续点亮工作；恒功率电路11对输出滤波电路7整流滤波后的直流电压进行采样，采样后电压负反馈信号送入主控电路9，同时保护电路10对经输出滤波电路7整流滤波后的直流电压进行采样，采样后的信号也送入主控电路9，主控电路9输出控制信号给驱动电路8，由驱动电路8对半桥电路进行PWM(脉冲宽度调制)控制，从而控制了灯泡工作电流的大小；AD采样电路14对输出滤波电路7整流滤波后的直流电压进行采样，采样后的信号送入微处理器13，经微处理器处理分析后的信号一路送入到数码显示单元16对输出到汞灯18的电压及电流数值进行显示；一路送入声音报警电路15对过压过流信号进行声音报警；一路送入高压自启动电路17，对高压转换电路6进行控制；微处理器13与人机交互电路12相连，操作人员可以根据实际情况通过人机交互电路12与微处理器13进行通信，设定实际需要的有关参数，比如工作电流的大小、工作电压的高低、延时时间、自动关机时间、汞灯正常工作的累计时间等等。
[0018]整机开机后微控制器13延时5S后输出一个500ms的控制信号到高压自启动电路17接入高压转换电路，使之输出一个高压脉冲用于灯泡冷机下点亮完成自动启动功能；当灯泡正常工作后微控制器13通过AD采样电路14采样输出滤波电路7输出到汞灯(18)回路的电流电压值，并实时显示在数码显示电路16上；当采样电流大于800mA的电流后微控制器13启动计时功能记录汞灯18正常工作的累计时间，如果累计时间等于1000小时时计时停止并通过声音报警电路15报警声提示更换汞灯，更换完成后通过人机交互电路12输入时间，整机正常工作并重新记录使用时间。
[0019]图2是显微镜专用的汞灯电源原理图，在图2中220V交流电源经保险Fl输入，后面由Cl、LF1、C2、C3和Cll组成的一级EMI滤波电路，通过滤除电网中的高频杂波和同相干扰信号，使输出电源更加纯净。
[0020]在图2中通过滤波后的交流电压输入到整流桥路的输入端，经整流后的直流电压从整流桥路的输出端输出经电容C5、C12滤波后送入由T1、Q7、Q8、D2、D4、D7、D9、R3?6、R13?16、C7和C13等组成的功率变换电路对直流电压进行开关控制，在功率变换电路之后分别接有C16、C17和R9、C9、D6、D5、L1等组成的高压转换和整流滤波电路。对升压后的高压转换电压后输出到负载，输出在汞灯加上高压脉冲用以击穿灯泡内的液态汞，形成弧光放电，进而将电极两端转换成汞灯工作所要求的电压和电流；主变压器输出的另一路交流分量送入输出虑波，在汞灯点亮后经整流滤波后的直流电压送入汞灯负载。
[0021]在图2中本电源重点介绍变换电路和检测以及电流自动跳变电路，选择此电路的原因是因为此电路抗不平衡能力强，输出功