专利名称：高频高寿命智能氙气闪光灯控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种照明控制器，具体是一种高频高寿命智能氙气闪光灯控制器。
背景技术：
在道路违章抓拍系统中，使用氙气闪光灯补光技术使用的越来越广泛，采用氙气闪光灯补光技术可以节约能源，图片质量好。目前也有使用大功率LED补光的，但是LED补光图片的亮度受到了限制，达不到高质量图片的效果，而且大功率LED的价格也是比较高，成本一直居高不下；也有采用采用大功率照明灯夜间常亮补光，这种补光技术非常消耗电能，不利于现在广泛倡导的节约能源，而且使用寿命也比较短暂，往往使用不到一年就要全部更换，给后期的维护带来麻烦，维修成本高，而且亮度也很一般，达不到高清图片的要求。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种高频高寿命智能氙气闪光灯控制器，其闪烁频率高，寿命长，闪光强度高。按照本发明提供的技术方案，所述的高频高寿命智能氙气闪光灯控制器包括与市电连接的交流EMI滤波器、充电电路、电容组、电源和波形发生电路、逻辑控制电路、触发电路、闪光信号发生电路，所述交流EMI滤波器的输出与充电电路以及电源和波形发生电路的输入相连，所述充电电路的输出连接到电容组，电容组连接到触发电路以及氙气闪光灯光管提供电能，所述电源和波形发生电路的输出连接逻辑控制电路，闪光信号发生电路的输出连接逻辑控制电路以及触发电路，触发电路的输出连接氙气闪光灯光管；所述充电电路完成电容组的倍压充电，所述电源和波形发生电路包含有电源电路和波形发生电路，所述电源电路完成市电到直流工作电源的转换，波形发生电路为逻辑控制电路提供时钟；闪光信号发生电路产生闪光触发信号输入到逻辑控制电路和触发电路，由触发电路来启动一次闪光，逻辑控制电路根据闪光触发信号来控制充电电路中充电开关的闭合和断开，使电容组在完成一次闪光后闭合开关对电容组充电，在电容组完成充电后断开充电开关以备下次闪光。所述电容组是由多个高压电解电容组成，完成电能的储存。具体的，所述电容组包括第二电容、第三电容、第四电容、第五电容和第五二极管、第六二极管；第二电容的正极端和第四电容的正极端、第五二极管的阴极端相连组成电容组输出的正极端；第二电容的负极端和第四电容的负极端、第五二极管的阳极端、第三电容的正极端、第五电容的正极端、第六二极管的阴极端相连；第三电容的负极端和第五电容的负极端、第六二极管的阳极端相连组成电容组输出的负极端。所述充电电路包括可控娃和可控娃触发器型号为M0C3081,第一电阻的一端和交流EMI滤波器输出的火线、可控硅的阳极连接，并且通过第二电阻和可控硅触发器的6脚相连，第三电阻的另一端和第一电容的一端连接，第一电容的另一端连接第一二极管的阳极端、第三二极管的阴极端、可控硅的阴极端，并且通过第四电阻连接到可控硅的控制端，
4可控硅的控制端也连接到可控硅触发器的4脚，可控硅触发器的2脚通过第一电阻连接到信号地；可控硅触发器的I脚作为输入脚和和逻辑控制电路的输出端相连；第一二极管的阴极端连接第二二极管的阳极端，第二二极管阴极端作为充电电路的输出和电容组的正极相连；第三二极管的阳极端连接第四二极管的阴极端，第四二极管的阳极端作为充电电路的输出和电容组的负极相连；第四二极管的阳极端连接第六电容正极和第七二极管的阴极端；第六电容负极端连接第七电容的负极端、第七二极管的阳极端、第八二极管的阴极端；第七电容的正极端连接第八二极管的阴极端、第八电容的负极端、第九二极管的阳极端；第八电容的正极端和第九二极管阴极端相连，并且和交流EMI滤波器输出的零线相连。所述触发电路包括光耦、单向可控硅和触发线圈,逻辑控制电路输出的闪光触发信号连接第一与非门的第一输入端，第一与非门的第二输入端和电源相连，第一与非门的输出端和光稱的正输入端相连，光稱的负输入端通过第i 电阻接地；第五电阻的一端和第七电阻的一端相连，并且和电容组的正极端相连，第五电阻的另一端和光耦的正输出端、第i 电容的正极端、第六电阻的一端相连，第六电阻的另一端连接第i 电容的负极端、第八电阻的一端、第十电阻的一端、单向可控硅的阴极端、触发线圈的初级第二端和次级第二端；第八电阻另一端连接第七电阻另一端、单向可控硅的阳极端、第十电容的一端；第十电容的另一端连接触发线圈的初级第一端；第九电阻的一端和所述第十电阻的另一端、第九电容的一端相连，第九电阻的另一端和光I禹的负输出端相连；第九电容的另一端和单向可控硅的触发端相连；触发线圈的次级第二端和电容组的负极端相连，触发线圈的次级第一端连接氙气闪光灯光管的触发输入端。所述逻辑控制电路包括计数器型号为74HC161和第二与非门、第三与非门、第四与非门，计数器的I脚和第三与非门的第一输入端相连，并且和闪光触发信号相连；计数器的2脚连接时钟，计数器的3，4，5，6，9，10，16脚均接电源，计数器的8脚和电源地相连，计数器的11脚通过第十五电阻连接第二与非门的第二输入端，计数器的12脚通过第十四电阻连接第二与非门的第一输入端，计数器的13脚通过第十三电阻连接第二与非门的第一输入端，计数器的14脚通过第十二电阻连接第二与非门的第二输入端；第二与非门的输出端和计数器的7脚、第三与非门的第二输入端相连，并且通过第十六电阻与电源相连；第三与非门的输出端连接第四与非门的第一输入端，第四与非门的第二输入端和电源相连，第四与非门的输出端作为控制输出和可控娃触发器的I脚相连。本发明的优点是其充电电流比较均勻，充电电流小，对电网干扰小，闪烁频率高，寿命长，闪光强度高，抗干扰能力强，温度适应范围宽，结构简单，生产成本低，安全可靠。整个系统机构简单，易实施。
图I是本发明控制器的结构框图。图2充电电路和电容组原理图。图3触发电路原理图。图4逻辑控制电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。如图I所示，所述高频高寿命智能氙气闪光灯控制器包括与市电连接的交流EMI滤波器、充电电路、电容组、电源和波形发生电路、逻辑控制电路、触发电路、闪光信号发生电路。交流EMI滤波器用于市电滤波。所述交流EMI滤波器主要完成市电的防雷，浪涌，滤除干扰等，给后续电路提供一个相对比较干净的电源环境；所述交流EMI滤波器的输出和充电电路的输入连接，充电电路主要完成电容组的倍压充电，它包含一个开关电路，充电时导通，充满后断开；所述充电电路的输出连接到电容组，电容组连接到触发电路以及氙气闪光灯光管，电容组是由多个高压电解电容组成，它主要是完成电能的储存，为闪光管和触发电路提供能量；所述交流EMI滤波器的输出也和电源和波形发生电路相连，所述电源和波形发生电路包含有电源电路和波形发生电路，所述电源电路完成市电到直流5V电源的转换，为系统提供稳定的工作电源。所述波形发生电路完成为系统提供50Hz时钟，以供逻辑控制电路使用；所述电源和波形发生电路的输出和逻辑控制电路相连，所述逻辑控制电路根据闪光触发信号来控制充电电路中充电开关的闭合和断开，使电容组在完成一次闪光后闭合开关对电容组充电，在电容组完成充电后断开充电开关以备下次闪光。闪光信号发生电路的输出连接逻辑控制电路以及触发电路，触发电路的输出连接氙气闪光灯光管。所述闪光信号发生电路主要是采集外界闪光请求，把这个请求转换成一个闪光触发信号，再把这个闪光触发信号输入到逻辑控制电路和触发电路，由逻辑控制电路完成一系列的智能控制，由触发电路来启动一次闪光。所述闪光触发信号是一个低电平有效的触发信号。本实施例中，交流EMI滤波器使用江苏常州坚力电子有限公司的DL-12T1滤波器，它的输出与充电电路和电源和波形发生电路相连。所述电源和波形发生电路是由两部分组成一部分是AC/DC部分完成市电转换成系统需要的5V电源，另一部分是由市电转换来的50HZ的方波波形。AC/DC部分由常熟双维电子有限公司的KD-3515A型变压器和LM7805构成。波形发生部分是从变压器正极输出和一个电压比较器LM339构成。如图2所示，所述充电电路是由开关电路和倍压电路两部分组成所述开关电路主要是由可控硅Ql (T1635-600G)和可控硅触发器Gl (M0C3081)组成，第一电阻R3的一端和交流EMI滤波器输出的火线、可控硅Ql的阳极连接，并且通过第二电阻R2和可控硅触发器Gl的6脚相连,第三电阻R3的另一端和第一电容Cl的一端连接,第一电容Cl的另一端连接第一二极管Dl的阳极端、第三二极管D3的阴极端、可控硅Ql的阴极端，并且通过第四电阻R4连接到可控硅Ql的控制端，可控硅Ql的控制端也连接到可控硅触发器Gl的4脚，可控硅触发器Gl的2脚通过第一电阻Rl连接到信号地；可控硅触发器Gl的I脚作为输入脚和和逻辑控制电路的输出端CCH相连；第一二极管Dl的阴极端连接第二二极管D2的阳极端，第二二极管D2阴极端作为充电电路的输出和电容组的正极相连；第三二极管D3的阳极端连接第四二极管D4的阴极端，第四二极管D4的阳极端作为充电电路的输出和电容组的负极相连；第四二极管D4的阳极端连接第六电容C6正极和第七二极管D7的阴极端；第六电容C6负极端连接第七电容C7的负极端、第七二极管D7的阳极端、第八二极管D8的阴极端；第七电容C7的正极端连接第八二极管D8的阴极端、第八电容CS的负极端、第九二极管D9的阳极端；第八电容CS的正极端和第九二极管D9阴极端相连，并且和交流EMI滤波器输出的零线AC/N相连。
图2中的电容组包括第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5和第五二极管D5、第六二极管D6 ;第二电容C2的正极端和第四电容C4的正极端、第五二极管D5的阴极端相连组成电容组输出的正极端FLP ;第二电容C2的负极端和第四电容C4的负极端、第五二极管D5的阳极端、第三电容C3的正极端、第五电容C5的正极端、第六二极管D6的阴极端相连；第三电容C3的负极端和第五电容C5的负极端、第六二极管D6的阳极端相连组成电容组输出的负极端FLN。所述氙气闪光灯光管采用镇江雷明特种光源有限公司的螺旋型频闪灯管。其触发线圈采用该公司配套的触发线圈。如图3所示，所述触发电路主要是由光耦G2 (PC817)，单向可控硅Q2 (BT169G)和触发线圈Tl构成。逻辑控制电路输出的闪光触发信号TRC连接第一与非门U2A (74HC00上的一个与非门，以下引脚均是指一片74HC00的引脚)的I脚。U2A的2脚和电源VCC相连。U2A的3脚和光耦G2的I脚相连。光耦G2的2脚通过第i^一电阻Rll接地。第五电阻R5的一端和第七电阻R7的一端相连，并且和电容组的正极端FLP相连，第五电阻R5的另一端和光稱G2的4脚,第^ 电容Cll的正极端,第六电阻R6的一端相连。第六电阻R6的另一端连接第i 电容Cll的负极端、第八电阻R8的一端、第十电阻RlO的一端、单向可控硅Q2的阴极端、触发线圈Tl的2，3脚(触发线圈Tl的初级接线端为1，2脚，次级接线端为3，4脚，I脚和4脚为同名端)。第八电阻R8另一端连接第七电阻R7另一端、单向可控硅Q2的阳极端、第十电容ClO的一端。第十电容ClO的另一端连接触发线圈Tl的I脚。第九电阻R9的一端和所述第十电阻RlO的另一端、第九电容C9的一端相连，第九电阻R9的另一端和光稱G2的3脚相连。第九电容C9的另一端和单向可控娃Q2的触发端相连。触发线圈Tl的3脚也和电容组的负极端FLN相连，触发线圈Tl的4脚和氙气闪光灯光管的触发输入端FTG相连。如图4所示，所述逻辑控制电路主要是由计数器Ul (74HC161)和与非门芯片U2(74HC00上的另三个与非门U2B、U2C、U2D)组成。计数器Ul的I脚和与非门U2的9脚相连，并且和闪光触发信号相连。计数器Ul的2脚和时钟CLK (50HZ的方波)相连。计数器Ul的3，4，5，6脚都和电源V50相连。计数器Ul的8脚和电源地相连。计数器Ul的9，10脚和电源V50相连。计数器Ul的11脚通过第十五电阻R15和与非门U2的5脚相连。计数器Ul的12脚通过第十四电阻R14和与非门U2的4脚相连。计数器Ul的13脚通过第十三电阻R13和与非门U2的4脚相连。计数器Ul的14脚通过第十二电阻R12和与非门U2的5脚相连。计数器Ul的15脚悬空。计数器Ul的16脚和电源V50相连。与非门U2的6脚和计数器Ul的7脚、与非门U2的10脚相连，并且通过第十六电阻R16和电源V50相连。与非门U2的8脚和与非门U2的12脚相连。与非门U2的13脚和电源V50相连。与非门U2的11脚作为控制输出CCH和可控硅触发器Gl的I脚相连。
权利要求
1.高频高寿命智能氙气闪光灯控制器，其特征是包括与市电连接的交流EMI滤波器、充电电路、电容组、电源和波形发生电路、逻辑控制电路、触发电路、闪光信号发生电路，所述交流EMI滤波器的输出与充电电路以及电源和波形发生电路的输入相连，所述充电电路的输出连接到电容组，电容组连接到触发电路以及氙气闪光灯光管提供电能，所述电源和波形发生电路的输出连接逻辑控制电路，闪光信号发生电路的输出连接逻辑控制电路以及触发电路，触发电路的输出连接氙气闪光灯光管；所述充电电路完成电容组的倍压充电，所述电源和波形发生电路包含有电源电路和波形发生电路，所述电源电路完成市电到直流工作电源的转换，波形发生电路为逻辑控制电路提供时钟；闪光信号发生电路产生闪光触发信号输入到逻辑控制电路和触发电路，由触发电路来启动一次闪光，逻辑控制电路根据闪光触发信号来控制充电电路中充电开关的闭合和断开，使电容组在完成一次闪光后闭合开关对电容组充电，在电容组完成充电后断开充电开关以备下次闪光。
2.如权利要求I所述高频高寿命智能氙气闪光灯控制器，其特征是，所述电容组是由多个高压电解电容组成，完成电能的储存。
3.如权利要求I所述高频高寿命智能氙气闪光灯控制器，其特征是，所述充电电路包括可控硅(Ql)和可控硅触发器(Gl)型号为M0C3081，第一电阻(R3)的一端和交流EMI滤波器输出的火线、可控硅(Ql)的阳极连接，并且通过第二电阻(R2)和可控硅触发器(Gl)的6脚相连,第三电阻(R3)的另一端和第一电容(Cl)的一端连接,第一电容(Cl)的另一端连接第一二极管(Dl)的阳极端、第三二极管(D3)的阴极端、可控硅(Ql)的阴极端，并且通过第四电阻(R4)连接到可控硅(Ql)的控制端，可控硅(Ql)的控制端也连接到可控硅触发器(GD的4脚，可控硅触发器(Gl)的2脚通过第一电阻(Rl)连接到信号地；可控硅触发器(Gl)的I脚作为输入脚和和逻辑控制电路的输出端相连；第一二极管(Dl)的阴极端连接第二二极管(D2)的阳极端，第二二极管(D2)阴极端作为充电电路的输出和电容组的正极相连；第三二极管(D3)的阳极端连接第四二极管(D4)的阴极端，第四二极管(D4)的阳极端作为充电电路的输出和电容组的负极相连；第四二极管(D4)的阳极端连接第六电容(C6)正极和第七二极管(D7)的阴极端；第六电容(C6)负极端连接第七电容(C7)的负极端、第七二极管(D7)的阳极端、第八二极管(D8)的阴极端；第七电容(C7)的正极端连接第八二极管(D8)的阴极端、第八电容(CS)的负极端、第九二极管(D9)的阳极端；第八电容(CS)的正极端和第九二极管(D9)阴极端相连，并且和交流EMI滤波器输出的零线相连。
4.如权利要求I所述高频高寿命智能氙气闪光灯控制器，其特征是，所述电容组包括第二电容(C2)、第三电容(C3)、第四电容(C4)、第五电容(C5)和第五二极管(D5)、第六二极管(D6);第二电容(C2)的正极端和第四电容(C4)的正极端、第五二极管(D5)的阴极端相连组成电容组输出的正极端(FLP);第二电容(C2)的负极端和第四电容(C4)的负极端、第五二极管(D5)的阳极端、第三电容(C3)的正极端、第五电容(C5)的正极端、第六二极管(D6)的阴极端相连；第三电容(C3)的负极端和第五电容(C5)的负极端、第六二极管(D6)的阳极端相连组成电容组输出的负极端(FLN )。
5.如权利要求I所述高频高寿命智能氙气闪光灯控制器，其特征是，所述触发电路包括光耦(G2 )、单向可控硅(Q2 )和触发线圈(TI)，逻辑控制电路输出的闪光触发信号(TRC)连接第一与非门(U2A)的第一输入端,第一与非门(U2A)的第二输入端和电源(VCC)相连,第一与非门(U2A)的输出端和光I禹(G2)的正输入端相连,光f禹(G2)的负输入端通过第^电阻(Rll)接地；第五电阻(R5)的一端和第七电阻(R7)的一端相连，并且和电容组的正极端相连，第五电阻(R5)的另一端和光稱(G2)的正输出端、第^ 电容(ClI)的正极端、第六电阻(R6)的一端相连，第六电阻(R6)的另一端连接第十一电容(Cll)的负极端、第八电阻(R8)的一端、第十电阻(RlO)的一端、单向可控娃(Q2)的阴极端、触发线圈(Tl)的初级第二端和次级第二端；第八电阻(R8)另一端连接第七电阻(R7)另一端、单向可控硅(Q2)的阳极端、第十电容(ClO)的一端；第十电容(ClO)的另一端连接触发线圈(Tl)的初级第一端；第九电阻(R9)的一端和所述第十电阻(RlO)的另一端、第九电容(C9)的一端相连，第九电阻(R9)的另一端和光f禹(G2)的负输出端相连；第九电容(C9)的另一端和单向可控娃(Q2)的触发端相连；触发线圈(Tl)的次级第二端和电容组的负极端相连，触发线圈(Tl)的次级第一端连接氙气闪光灯光管的触发输入端。
6.如权利要求3所述高频高寿命智能氙气闪光灯控制器，其特征是，所述逻辑控制电路包括计数器(Ul)型号为74HC161和第二与非门(U2B)、第三与非门(U2C)、第四与非门(U2D)，计数器(Ul)的I脚和第三与非门(U2C)的第一输入端相连，并且和闪光触发信号相连；计数器(Ul)的2脚连接时钟，计数器(Ul)的3，4，5，6，9，10，16脚均接电源，计数器(Ul)的8脚和电源地相连，计数器(Ul)的11脚通过第十五电阻(R15)连接第二与非门(U2B)的第二输入端，计数器(Ul)的12脚通过第十四电阻(R14)连接第二与非门(U2B)的第一输入端，计数器(Ul)的13脚通过第十三电阻(R13)连接第二与非门(U2B)的第一输入端，计数器(Ul)的14脚通过第十二电阻(R12)连接第二与非门(U2B)的第二输入端；第二与非门(U2B)的输出端和计数器(Ul)的7脚、第三与非门(U2C)的第二输入端相连，并且通过第十六电阻(R16)与电源相连；第三与非门(U2C)的输出端连接第四与非门(U2D)的第一输入端，第四与非门(U2D)的第二输入端和电源相连，第四与非门(U2D)的输出端作为控制输出和可控硅触发器(Gl)的I脚相连。
全文摘要
本发明提供了一种高频高寿命智能氙气闪光灯控制器，包括与市电连接的交流EMI滤波器、充电电路、电容组、电源和波形发生电路、逻辑控制电路、触发电路、闪光信号发生电路，所述交流EMI滤波器的输出与充电电路以及电源和波形发生电路的输入相连，所述充电电路的输出连接到电容组，电容组连接到触发电路以及氙气闪光灯光管提供电能，所述电源和波形发生电路的输出连接逻辑控制电路，闪光信号发生电路的输出连接逻辑控制电路以及触发电路，触发电路的输出连接氙气闪光灯光管。本发明优点是充电电流比较均匀，充电电流小，对电网干扰小，闪烁频率高，寿命长，闪光强度高，抗干扰能力强，温度适应范围宽，结构简单，生产成本低，安全可靠。
文档编号H05B41/282GK102938966SQ20121047902
公开日2013年2月20日 申请日期2012年11月22日 优先权日2012年11月22日
发明者何通, 吕显刚, 顾善忠, 李旭东, 包可为 申请人:江苏大为科技股份有限公司