一种强紫外辐照脉冲氙灯电源系统

本发明涉及电源，具体涉及一种强紫外辐照脉冲氙灯电源系统。

背景技术：

1、脉冲氙灯是一种气体放电灯，具有亮度高、显色性好、辐射光谱接近太阳光等优点，其中紫外氙灯的波长范围250nm～1000nm，基于氙灯光学特性广泛用在辐照装置系统中，脉冲氙灯工作机理是通过储能电容充放电来完成一次放电过程。对于大能量、大面积辐照特殊的应用，则需要在极短时间内，实现大能量的输出，从而达到理想的使用效果。目前产品辐照应用中，针对大面积的辐照要求，同时满足高压大能量长脉宽的输出，驱动电源限制了使用条件，不能满足特殊场合的需求。驱动电源需要提供高电压给脉冲氙灯，放电回路对放电开关的可靠性也提出了更高的要求。

2、专利文献cn105226990一种高效泵浦脉冲整形电源系统及方法。该电源集充电、储能、控制、开关、脉冲整形、测量、泄放保护功能为一体。正常工作时，泄放保护单元断开连接，由恒流充电机对电容器组充电到预设能量，开关受控导通，能量经由电容电感组成的链形网络、开关、低损耗传输电缆、脉冲氙灯释放，形成大电流方波泵浦脉冲，激励氙灯进行高效电光能量转化，进而泵浦激光媒介实现粒子集居数反转，完成激光放大过程。但是，不能在大能量高电压放电条件下，负载放电会导致反压的急剧增长情况下，保护充电机。

技术实现思路

1、本发明的目的提出一种长脉宽、高功率紫外辐照装置系统，装置在满足总体储能和进灯辐射能量的要求下，能实现相对较长的电流脉宽，能源驱动系统可分成多路对所有脉冲氙灯分别进行独立驱动，操作灵活，该装置系统可运用产品光辐照及资源回收应用领域中。

2、本发明技术解决方案如下：

3、一种强紫外辐照脉冲氙灯电源系统，其特点在于，包括充电机、多路同步机、反峰保护电路、脉冲形成网路电路、漏电流泄放电阻、固体放电开关、同轴电缆线和灯腔；

4、所述反峰保护电路包括串联的电阻r1和电阻r2，以及续流二极管模块d1，该续流二极管模块d1阴极分别与所述电阻r1和电阻r2相连，阳极接地；

5、所述脉冲形成网络电路由若干个脉冲电容c1～cn和可调电感l1～ln混联组成；

6、所述多路同步机对n个脉冲形成网络电路进行时序触发；

7、所述灯腔由m组脉冲氙灯单元构成，每组脉冲氙灯单元由n个脉冲氙灯串联而成；

8、所述固体放电开关由多片平板可控硅压装串联而成，该固体放电开关的阳极连接所述脉冲形成网络电路输出端，阴极连接到每组第1个脉冲氙灯的一端；

9、所述同轴电缆线分别连接到所述固体放电开关的阴极和每组第n个脉冲氙灯的一端，该同轴电缆线的金属屏蔽线接地；

10、所述漏电流泄放电阻并联在所述脉冲氙灯单元两端。

11、优选的，所述的充电机由整流模块、逆变电路组成；充电机由外部供电380v电压经过整流模块、逆变模块、再经过整流模块达到最高充电电压值31kv。

12、优选的，所述反峰保护电路由二个大功率电阻及续流二极管模模块组成，用于防止放电回路有故障时反向脉冲电流对充电机的破坏。

13、优选的，所述脉冲形成网络电路由若干个电容和电感组成，调节电容和电感的数量和参数能改变氙灯放电电流脉宽，输出电流波形为方波，输出产生脉冲信号提供给脉冲氙灯。

14、优选的，所述的漏电流泄放电阻为大功率电阻，阻值1m/300w。电阻并联在氙灯的两端，能有效的降低氙灯的着火电压，提高氙灯的可靠性。

15、优选的，所述的灯腔是由多支大口径强紫外脉冲氙灯串联而成的，氙灯的数量可以调整，设置合适的参数保证放电回路的处于临界阻尼状态。

16、优选的，所述固体放电开关设有驱动和均压单元均模块。

17、本发明工作过程如下：

18、充电机由外部供电380v电压经过整流模块、逆变模块、再经过整流模块经反峰保护电路中的两个电阻向脉冲形成网路电路中的储能元件电容和电感充电，当充电达到预置电压值时，当固体放电开关接收到多路同步机触发信号，脉冲形成网路电路中的储能电容和电感通过放电回路对氙灯快速放电直至放电完成。一旦放电回路中有异常现象，放电反向电流通过反峰保护电路中的续流二极管形成放电回路，防止充电机击穿。能源驱动系统可分成多路对氙灯分别独立驱动。

19、多路同步机对n个脉冲形成网络电路进行时序触发；多路同步机具有若干个触发输出通道，通道间可分别设置延时输出时，多路同步机采用32位高性能嵌入式单片机作为定时芯片，当接收到控制系统触发指令后，输出多路低延时同步触发信号，并通过光纤传输至每一个放电回路的固体开关，实现多路同步触发放电，进而可以控制计算机界面实现对若干个放电回路放电起始时刻的设定和调整

20、采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

21、1、本发明采用多片大容量平板可控硅压装串联而成的固体放电开关，实现同步抖动小、无放电触点损耗、寿命长和可靠性高等特点，以电流触发模式，实现每个放电回路可靠触发。

22、2、本发明采用一台同步机对若干个放电回路进行时序触发。多路触发器具有若干个触发输出通道，通道间可分别设置延时输出时，可以控制计算机界面实现对若干个放电回路放电起始时刻的设定和调整。

23、3、本发明采用大口径紫外脉冲氙灯，氙灯在250nm～400nm具有强紫外光谱特性。

24、4、本发明实现相对较长的电流脉宽(大于1ms)下，大能量放电，满足总体储能和进灯辐射能量的要求。

技术特征：

1.一种强紫外辐照脉冲氙灯电源系统，其特征在于，包括充电机、多路同步机、反峰保护电路、脉冲形成网路电路、漏电流泄放电阻、固体放电开关、同轴电缆线和灯腔；

2.根据权利要求1所述的强紫外辐照脉冲氙灯电源系统，其特征在于：所述的充电机由整流模块、逆变电路组成；充电机由外部供电380v电压经过整流模块、逆变模块、再经过整流模块达到最高充电电压值31kv。

3.根据权利要求1所述的强紫外辐照脉冲氙灯电源系统，其特征在于：所述反峰保护电路由二个大功率电阻及续流二极管模模块组成，用于防止放电回路有故障时反向脉冲电流对充电机的破坏。

4.根据权利要求1所述的强紫外辐照脉冲氙灯电源系统，其特征在于：所述脉冲形成网络电路由若干个电容和电感组成，调节电容和电感的数量和参数能改变氙灯放电电流脉宽，输出电流波形为方波，输出产生脉冲信号提供给脉冲氙灯。

5.根据权利要求1所述的强紫外辐照脉冲氙灯电源系统，其特征在于：所述的漏电流泄放电阻为大功率电阻，阻值1m/300w。电阻并联在氙灯的两端，能有效的降低氙灯的着火电压，提高氙灯的可靠性。

6.根据权利要求1所述的强紫外辐照脉冲氙灯电源系统，其特征在于：

7.根据权利要求1所述的强紫外辐照脉冲氙灯电源系统，其特征在于：所述固体放电开关设有驱动和均压单元均模块。

技术总结一种强紫外辐照脉冲氙灯电源系统，包括充电机、多路同步机、反峰保护电路、脉冲形成网路电路、漏电流泄放电阻、固体放电开关、同轴电缆线、灯腔构成。驱动电源由充电机、反峰保护电路、脉冲形成网路电路、漏电流泄放电阻、固体放电开关构成。灯腔内由多个强紫外脉冲氙灯串联而成。本发明提供具有多路同步时序触发功能，可以对多个回路的放电触发时序的独立控制和调节，实现大电流、长脉宽放电的需求。技术研发人员：刘建军,李海兵,邵若燕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：技术公布日：2024/7/18