专利名称：一种场致发光灯能量发生器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种任意频率电压可调场致发光灯能量发生器。
背景技术：
目前获得高频脉冲方式较多，如中国专利ZL95223123.9公开了“一种时间分辨荧光免疫分析仪”，其是通过机械转动的方式对连续光谱进行切割而获得高频脉冲的。由于这种获得高频脉冲方式是通过复杂机械转动结构达到的，因而使得其存在着结构极为复杂、制造成本高、故障率高、使用寿命短、工作性能差等问题。又如中国专利ZL02225551.6公开了“一种高频脉冲光发生器”，其是通过控制电容充、放电获得高频脉冲的方法，也即通过信号转换电路控制对电容的充、放电来进行获得高频脉冲方法。由于这种方法获得高频脉冲需要一个开关电路对外界提供高压进行通断控制和一个缓冲电阻来减缓充电开始瞬间的大电流，从而造成其对用于开关电路的开关管要求极高，否则其极容易烧烧毁；并且同时缓冲电阻的功耗很大，使其耗电量很大、工作温度高、使用寿命短；特别还需要外界提供高压的工作电源，从而也导致其安全性能很差。因此，这种方式获得高频脉冲存在着制造成本高、故障率高、使用寿命短、耗电量大、安全性能差等问题。
发明内容
本实用新型的目的在于解决上述存在问题，提供一种安全性能好、工作可靠、性能稳定，且使用寿命长、耗电量低、制造成本低的场致发光灯能量发生器。
本实用新型的技术方案是这样实现的一种场致发光灯能量发生器，其特点在于包括场致发光灯、将输入的闪光频率信号转换为窄脉冲信号的信号调节与输入电路、将低压电源产生的低压安全电压转换为场致发光灯所需高压的电压转换电路、调节电压转换电路高压值的高压调节电路、将电压转换电路的高压值反馈并控制信号调节与输入电路的高压反馈电路、控制场致发光灯闪烁发光的触发时序控制电路、激发场致发光灯的触发电路及灯触发模块，其中电压转换电路的输入端与低压电源相连，信号调节与输入电路的输出端分别与高压调节电路及触发时序控制电路的输入端相连，高压调节电路的输出端及触发时序控制电路的其中一输出端分别与电压转换电路的其中一输入端相连，高压反馈电路连接于电压转换电路输出端和信号调节与输入电路的其中一输入端之间，触发时序控制电路的输出端通过触发电路与灯触发模块的其中一输入端相连接，电压转换电路的输出端与灯触发模块的另一输入端相连，灯触发模块的输出端连接场致发光灯。
其中，上述电压转换电路主要由第一集成电路、第一高频变压器、第三电阻、第三电容、第五电容、第三二极管、第二二极管、第一二极管、第六电容、开关管、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第二电阻、第二电容、第二十四电阻、第七电容、第七电阻、第十电阻、第十一电阻、第十电容、第十二电阻、第十三电阻、第一电阻、第一电容、第十四电阻、第十五电阻、第十一电容、第十六电阻、第八电阻、第九电阻、第四二极管、第八电容、第十电阻、第五二极管、第六二极管及第九电容依序电连接组成的由低压转换为高压的高压转换电路，其中，第五、六电容用作高频变压器副边输出滤波的场致发光灯的电能量存储，用于滤波与电能量储存的第九电容直接与触发模块的能量输入端相连接为场致发光灯提供发光的电能量，用于滤波与电能量存储的第八电容与触发模块的触发线圈的输入端直接相电连接提供击穿场致发光灯的电场的电能量，第一高频变压器的第一副边的一端通过第四二极管与其第二副边相电连接实现第九电容同时为其第一、二副边提供供场致发光灯工作的能量。
为了使触发时序控制电路在场致发光灯发光期间控制高压不输出约为100US的脉冲和产生让场致发光灯发光的约4US的脉冲，上述触发时序控制电路主要由第四集成电路、第二十电阻、第十三电容、第一电阻、第一电容、第三集成电路、第十七电阻、第十二电容、第十八电阻、第十九电阻、第三三极管、第二十一电阻及第二十二电阻依序电连接组成用于产生在场致发光灯发光期间控制高压不输出的约100US的脉冲和用于产生让场致发光灯发光的约4US的脉冲的时序控制电路为使本实用新型的高压调节电路能够输出550V至1000V之间的工作高压，上述高压调节电路主要由第二集成电路、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻及第一集成电路的第16接线脚依序电连接组成的调节电压转换电路高压值的高压调节电路。这使得第二集成电路由信号输入电路提供串行数据，经调节后为电压转换电路输出550V至1000V之间的高压值。
本实用新型由于采用由高压调节电路、高压反馈电路、触发时序控制电路、触发电路及灯触发模块相结合组成的场致发光灯能量发生器，从而使本实用新型通过将安全的低电压输入至该场致发光灯能量发生器就可方便、安全地获得所需的高频脉冲光。使本实用新型不仅不会存在高压线与信号线混用和对电容充电要缓冲电阻以及要求高的开关等问题，而且还具有电路简单、工作可靠、省电低功耗和便于维护、制造成本低等优点。从而有效解决现有高频脉冲发生器所存的耗电量大、安全性能差、工作性能差、制造成本高、使用寿命短等问题。
图1为本实用新型电路原理方框图。
图2为本实用新型电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型所述的一种场致发光灯能量发生器，其包括场致发光灯1、将输入的闪光频率信号转换为窄脉冲信号的信号调节与输入电路2、将低压电源产生的低压安全电压转换为场致发光灯1所需高压的电压转换电路3、调节电压转换电路高压值的高压调节电路4、将电压转换电路3的高压值反馈并控制信号调节与输入电路2的高压反馈电路5、控制场致发光灯1闪烁发光的触发时序控制电路6、激发场致发光灯1的触发电路7及灯触发模块8，其中电压转换电路3的输入端与低压电源9相连，信号调节与输入电路2的输出端分别与高压调节电路4及触发时序控制电路6的输入端相连，高压调节电路4的输出端及触发时序控制电路6的其中一输出端分别与电压转换电路3的其中一输入端相连，高压反馈电路5连接于电压转换电路输出端和信号调节与输入电路2的其中一输入端之间，触发时序控制电路6的输出端通过触发电路7与灯触发模块8的其中一输入端相连接，电压转换电路3的输出端与灯触发模块8的另一输入端相连，灯触发模块8的输出端连接场致发光灯1。从而使本实用新型通过将安全的低电压输入至该场致发光灯能量发生器就可方便、安全地获得所需的高频脉冲光。使本实用新型不仅有效解决现有高频脉冲发生器所存的耗电量大、安全性能差、工作性能差、制造成本高、使用寿命短等问题，而且还具有电路简单、工作可靠、省电低功耗和便于维护、制造成本低等优点。为将低压电源产生的低压安全电压转换为场致发光灯1所需高压，如电路原理图图2所示，上述电压转换电路3主要由第一集成电路IC1、第一高频变压器TRl、第三电阻R3、第三电容C3、第五电容C5、第三二极管D3、第二二极管D2、第一二极管D1、第六电容C6、开关管Q1、第四电阻R4、、第五电阻R5、、第六电阻R6、第二电阻R2、第二电容C2、第二十四电阻R24、第七电容C7、第七电阻R7、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十电容C10、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第一电阻R1、第一电容C1、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十一电容C11、第十六电阻R16、第八电阻R8、第九电阻R9、第四二极管D4、第八电容C8、第十电阻R10、第五二极管D5、第六二极管D6及第九电容C9依序电连接组成的由低压转换为高压的高压转换电路，其中，第五、六电容C5、C6用作高频变压器TR1副边输出滤波的场致发光灯的电能量存储，用于滤波与电能量储存的第九电容C9直接与触发模块的能量输入端相连接为场致发光灯提供发光的电能量，用于滤波与电能量存储的第八电容C8与触发模块的触发线圈的输入端直接相电连接提供击穿场致发光灯的电场的电能量，第一高频变压器TR1的第一副边的一端通过第四二极管D4与其第二副边相电连接实现第九电容C9同时为其第一、二副边提供供场致发光灯工作的能量。为使本实用新型的高压调节电路能够输出550V至1000V之间的工作高压，如图2所示，上述高压调节电路4主要由第二集成电路IC2、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16及第一集成电路IC1的第16接线脚依序电连接组成的调节电压转换电路高压值的高压调节电路。这使得第二集成电路IC2由信号输入电路提供串行数据，经调节后为电压转换电路输出550V至1000V之间的高压值。为了获得稳定、可靠的高压输出，其中该电路所采用的第二集成电路IC2型号为TL494的调节集成芯片。为了将电压转换电路3的高压值反馈并控制信号调节与输入电路2，上述高压反馈电路5由第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26及单片机接口K2的第1接线脚依序电连接组成的为外界实时提供场致发光灯的电压情况的高压反馈电路。为使本实用新型达到有效控制场致发光灯1闪烁发光，如图2所示，上述触发时序控制电路6主要由第四集成电路IC3B、第二十电阻R20、第十三电容C13、第一电阻R1、第一电容C1、第三集成电路IC3A、第十七电阻R17、第十二电容C12、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第三三极管Q 3、第二十一电阻R21及第二十二电阻R22依序电连接组成用于产生在场致发光灯发光期间控制高压不输出的约100US的脉冲和用于产生让场致发光灯发光的约4US的脉冲的时序控制电路。为能够有效达到激发场致发光灯1进行获得高频脉冲光，如图2所示，上述触发电路7及灯触发模块8主要由第十电阻R10、第八电容C8、第五二极管D5、第八电阻8、第二可控硅Q2、触发模块原边及触发模块副边组成的实现场致发光灯击穿电场的能量、电压的触发电路。为使本实用新型获得较好高频脉冲，上述场致发光灯1为脉冲氙灯。
本实用新型各电路工作原理和过程是这样现实的电压转换电路3的第一集成电路IC1为TL494PWM型号的电压脉宽调制芯片。该电压脉宽调制芯片通电后，其第9、10接线脚输出脉宽调制方波信号，并且该控制开关管Q1(型号为IRF520)的通断。由于开关管Q1的输入D集接的是高步变压器TR1的原边，则当开关管Q1导通时在高频变压器TR1的原边中产生瞬间的电流，在高频变压器TR1瞬间磁场，该磁场感应到高频变压器TR1的副边，产生一定的电压，该电压通过电容C8、电容C9的不断收集，便在电容C8、C9上形成一定的高压。为了防止通过开管关Q1的电流过大，达到保护开关的目的；在开关管Q1的S集上连接了3个欧姆的电阻R4、R5、R6，并联以后约0.33欧姆，还连接了一个10K欧姆的电阻R7，通过该电阻R7将通过开关管Q1的电流反馈到第一集成电路IC1的第1接线脚，通过该集成电路I(1内部的控制电路，调制输出到开关管Q1的方波脉冲，达到保护开关管Q1的目的。另外，在开关管Q1的D集还用二极管D3、D2、D1并联在高频变压器TR1的线圈的原边，其是为了在开关管Q1关断的时候，释放由于通过线圈的电流减小而产生的感生电动势。为了减少在电容放电完后，第二次充电时，高频变压器TR1的副边输入电流过大，使高频变压器瞬间饱和，影响电源的相应频率，同时也是为了减少高频变压器的功耗，在高频变压器的副边第一线圈接入电阻R8，同时将该电流信号通过100K欧姆电阻R9引入集成电路IC1的第2接线脚。集成电路IC1的第1接线脚、第2接线脚为比较器1的两个输入端。如电容中的电现已全部放完，同时集成电路IC1出入可以工作状态。在集成电路IC1输出第一个脉冲时，由于集成电路IC1的第一个比较器的负端(集成电路IC1的第2接线脚)电压为2.5V左右(由电路可以计算得到)。而比较器的正端输入的电压为零。则比较器输出的电压很低，根据脉宽调制的原理，这是输出的第一个脉冲是十分宽的。这个脉冲首先开通开关管Q1，使开关管Q1输出一个较大的电流则集成电路IC1的第1接线脚获得一个电位，该电位使得在集成电路IC1输出的第二个脉宽较少。同时副边反馈的电压通过电阻R9反馈到集成电路IC1的第2接线脚，使得集成电路IC1的第2接线脚电位减少，这样就使得本来就应较小的第二脉冲进一步减少，达到双重保护的目的。为了达到调节电压的目的。使用了集成电路IC1的第二个比较器，在第二比较的负端接入一个接近5V的电压。将由电阻R14、R15、R16反馈会的电压接到第二比较器的正端，根据脉宽调制的原理，只有第二比较的正、负端电压相当的时候，才没有脉冲信号输出，并且脉宽调制的电路总要维持这个特性。利用这个特性，将有集成电路IC2提供的电压信号接入集成电路IC1的第16接线脚，在这里提供5到0伏的电压信号，根据如图2所示的电路可知，相应的由电阻R14、R15、R16提供的电压信号就应是0到5伏的增长，相应的输出电压为550到1000伏。该电路通电后，按如上所述的原理提供给电容C8、C9一个稳定的电压(该电压由集成电路IC2调节)，并一致保持到外部触发信号的到来。当外界脉冲到来的时候，首先通过第三三管极Q3、电阻R21、电阻R22进行转换，然后进入集成电路IC3的A、B两个单元。集成电路IC3为边缘单稳态触发器。集成电路IC3B在检测到触发信号的下降沿的时候，输出一个由电阻R20、电容C13定义的脉冲信号，该信号连接到集成电路IC1的第4接线脚，根据其本身的特性，当第4接线脚的电压超过5V的时候，不输出触发脉冲，则高压停止输出。停止的时间决定于高压存在的时间(即电阻R20、电容C13决定的时间，本实施例约为100US)。集成电路IC3A也会同时检测到触发脉冲的下降沿，也会输出一个由电阻R17、电容C12决定的信号脉冲，该脉冲用于开通可控硅Q2。该脉冲可以尽可能的窄，只要能够开通可控硅Q2即可(本实施例约4US)。当按上述过程工作以后，可控硅Q2就会打开。当可控硅打开以后，电容C8上的电压就会通过下列元件形成通路，电容C8、可控硅Q2、触发器的原边(由于二极管D5处于反向，不会导通，电阻R10有电阻)，因此重要的通路为这个。在触发器的原边产生瞬间的电流，激发触发器的副边产生高压，击穿电场。当电场击穿的时候，由于电容C9与触发器的副边、灯1相连，则电容C9立即通过该击穿的电场放电，完成灯的发光。当电容C8的电量由于可控硅Q2的导通，转移到触发器的原边以后，一部分通过第五二极管D5放掉，另一部分通过电阻R8释放。待上述过程完成以后，则集成电路IC3B的高电平脉冲已接近结束，待集成电路IC3B的高电平脉冲结束以后，电压转换电路3由开始工作，为电容C8、C9充电，等待第二次触发信号的到来。为了让外界及时了解电容的充电电压情况，以便间接的知道光强，本实用新型还提供了对外界的电压检测结构，方便用户使用。由于上述的过程十分短暂，因此该电路可以做到个很高的频率，而不会存在漏闪的问题。同时输入时是用低压输入，十分安全，不会存在高压线与信号线混用的问题。同时高压的产生通过对高压产生回路的控制，对高压是间接的开关，不存在要求高的开关的问题。也不存在对电容充电要缓冲电阻的问题。因此该实用新型是一种非常实用的电路，可以广泛由于场致发光灯的地方，且体积小，易于安装。
权利要求1.一种场致发光灯能量发生器，其特征在于包括场致发光灯、将输入的闪光频率信号转换为窄脉冲信号的信号调节与输入电路、将低压电源产生的低压安全电压转换为场致发光灯所需高压的电压转换电路、调节电压转换电路高压值的高压调节电路、将电压转换电路的高压值反馈并控制信号调节与输入电路的高压反馈电路、控制场致发光灯闪烁发光的触发时序控制电路、激发场致发光灯的触发电路及灯触发模块，其中电压转换电路的输入端与低压电源相连，信号调节与输入电路的输出端分别与高压调节电路及触发时序控制电路的输入端相连，高压调节电路的输出端及触发时序控制电路的其中一输出端分别与电压转换电路的其中一输入端相连，高压反馈电路连接于电压转换电路输出端和信号调节与输入电路的其中一输入端之间，触发时序控制电路的输出端通过触发电路与灯触发模块的其中一输入端相连接，电压转换电路的输出端与灯触发模块的另一输入端相连，灯触发模块的输出端连接场致发光灯。
2.根据权利要求1所述场致发光灯能量发生器，其特征在于上述电压转换电路主要由第一集成电路(IC1)、第一高频变压器(TR1)、第三电阻(R3)、第三电容(C3)、第五电容(C5)、第三二极管(D3)、第二二极管(D2)、第一二极管(D1)、第六电容(C6)、开关管(Q1)、第四电阻(R4、)、第五电阻(R5、)、第六电阻(R6)、第二电阻(R2)、第二电容(C2)、第二十四电阻(R24)、第七电容(C7)、第七电阻(R7)、第十电阻(R10)、第十一电阻(R11)、第十电容(C10)、第十二电阻(R12)、第十三电阻(R13)、第一电阻(R1)、第一电容(C1)、第十四电阻(R14)、第十五电阻(R15)、第十一电容(C11)、第十六电阻(R16)、第八电阻(R8)、第九电阻(R9)、第四二极管(D4)、第八电容(C8)、第十电阻(R10)、第五二极管(D5)、第六二极管(D6)及第九电容(C9)依序电连接组成的由低压转换为高压的高压转换电路，其中，第五、六电容(C5、C6)用作高频变压器(TR1)副边输出滤波的场致发光灯的电能量存储，用于滤波与电能量储存的第九电容(C9)直接与触发模块的能量输入端相连接为场致发光灯提供发光的电能量，用于滤波与电能量存储的第八电容(C8)与触发模块的触发线圈的输入端直接相电连接提供击穿场致发光灯的电场的电能量，第一高频变压器(TR1)的第一副边的一端通过第四二极管(D4)与其第二副边相电连接实现第九电容(C9)同时为其第一、二副边提供供场致发光灯工作的能量。
3.根据权利要求1所述场致发光灯能量发生器，其特征在于上述高压调节电路主要由第二集成电路(IC2)、第十四电阻(R14)、第十五电阻(R15)、第十六电阻(R16)及第一集成电路(IC1)的第16接线脚依序电连接组成的调节电压转换电路高压值的高压调节电路。
4.根据权利要求1所述场致发光灯能量发生器，其特征在于上述高压反馈电路由第二十四电阻(R24)、第二十五电阻(R25)、第二十六电阻(R26)及单片机接口(K2)的第1接线脚依序电连接组成的为外界实时提供场致发光灯的电压情况的高压反馈电路。
5.根据权利要求1所述场致发光灯能量发生器，其特征在于上述触发时序控制电路主要由第四集成电路(IC3B)、第二十电阻(R20)、第十三电容(C13)、第一电阻(R1)、第一电容(C1)、第三集成电路(IC3A)、第十七电阻(R17)、第十二电容(C12)、第十八电阻(R18)、第十九电阻(R19)、第三三极管(Q3)、第二十一电阻(R21)及第二十二电阻(R22)依序电连接组成用于产生在场致发光灯发光期间控制高压不输出的约100US的脉冲和用于产生让场致发光灯发光的约4US的脉冲的时序控制电路。
6.根据权利要求1所述场致发光灯能量发生器，其特征在于上述触发电路及灯触发模块主要由第十电阻(R10)、第八电容(C8)、第五二极管(D5)、第八电阻(8)、可控硅(Q2)、触发模块原边及触发模块副边组成的实现场致发光灯击穿电场的能量、电压的触发电路。
7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述场致发光灯能量发生器，其特征在于上述场致发光灯为脉冲氙灯。
专利摘要一种场致发光灯能量发生器。本实用新型由于采用由高压调节电路、高压反馈电路、触发时序控制电路、触发电路及灯触发模块相结合组成的场致发光灯能量发生器，从而使本实用新型通过将安全的低电压输入至该场致发光灯能量发生器就可方便、安全地获得所需的高频脉冲光。使本实用新型不仅不会存在高压线与信号线混用和对电容充电要缓冲电阻以及要求高的开关等问题，而且还具有电路简单、工作可靠、省电低功耗和便于维护、制造成本低等优点。
文档编号H05B37/00GK2777891SQ200420103459
公开日2006年5月3日 申请日期2004年12月31日 优先权日2004年12月31日
发明者王治韬, 周荣, 罗良油 申请人:广州华银基因科技有限公司