一种卤素灯的供电控制电路及其供电控制方法与流程

本发明涉及生化仪的卤素灯，具体涉及一种卤素灯的供电控制电路及其供电控制方法。

背景技术：

1、生化仪是根据朗伯比尔定律的测量原理，基于物质对某一波长光吸收的强弱与吸光物质的浓度及其液层厚度间的关系，当一束平行单色光垂直通过某一均匀非散射的吸光物质时，其吸光度a与吸光物质的浓度c(单位为mol/l)及吸收层厚度b成正比，而与透光度t成反相关，公式如下：

2、

3、其中，a为吸光度，t为透光度，透光度是出射光强度(i)比入射光强度(i0)；k为摩尔吸光系数，其与吸收物质的性质及入射光的波长λ有关。

4、卤素灯和透镜组件构成的光源是生化仪中的常用部件，由于生化仪要求光强在一段时间内的变化量小于设定值，因此，光源光强的稳定性很大程度上受到卤素灯供电电压的影响，这对卤素灯的供电电压的稳定性提出了要求。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是，提供一种提高供电电压稳定性的卤素灯的供电控制电路及其供电控制方法。

2、本发明的技术方案是，提供一种卤素灯的供电控制电路，它包括使能启动单元、第一开关单元、电源转换单元、参考电压源、斜坡限幅单元、反馈分压单元及分压比例控制单元；

3、所述电源转换单元的输入端与输入电压电连接，所述电源转换单元分别与使能启动单元、反馈分压单元电连接，所述电源转换单元的第一电压输出端分别与卤素灯、反馈分压单元电连接，所述参考电压源的输出端、斜坡限幅单元、分压比例控制单元、反馈分压单元依次电连接，所述第一开关单元与斜坡限幅单元电连接，所述参考电压源的输入端与电源转换单元的第二电压输出端电连接，所述斜坡限幅单元、分压比例控制单元及第一开关单元分别与电源转换单元的第二电压输出端电连接，所述使能启动单元、第一开关单元分别与控制电路电连接；

4、所述输入电压上电工作时，所述控制电路控制使能启动单元处于工作状态，并控制第一开关单元处于非工作状态，所述斜坡限幅单元、分压比例控制单元处于非工作状态，所述电源转换单元经第一电压输出端输出第一输出电压给卤素灯，使卤素灯从关闭状态变化至待机状态，且所述电源转换单元经第二电压输出端输出辅助供电电压，给参考电压源、斜坡限幅单元、分压比例控制单元及第一开关单元供电；

5、当电源转换单元经第二电压输出端输出辅助供电电压，所述控制电路控制第一开关单元处于工作状态，所述斜坡限幅单元、分压比例控制单元处于工作状态，所述电源转换单元经第一电压输出端输出第二输出电压给卤素灯，使卤素灯从待机状态切换至工作状态。

6、作为其中一种改进，所述分压比例控制单元包括电连接的变阻模块、反馈比较模块，所述变阻模块与反馈分压单元电连接，所述反馈比较模块分别与斜坡限幅单元、电源转换单元的第二电压输出端及电源转换单元的输出端电连接；

7、所述卤素灯从待机状态切换至工作状态时，以参考电压源、斜坡限幅单元为基准，提供基准电压，反馈比较模块通过比较基准电压与第一电压输出端的输出电压在反馈比较模块的输入端上分压，调整所述反馈比较模块的输出电压控制变阻模块的等效电阻大小，对第一电压输出端的输出电压进行补偿。

8、作为其中一种改进，所述电源转换单元的输入端与输入电压之间还设有滤波单元。

9、作为其中一种改进，所述反馈分压单元包括依次串接的第一电阻、第三电阻及第二电阻，所述第一电阻的第一端与电源转换单元的第一电压输出端电连接，所述第三电阻的第二端与电源转换单元电连接，所述第二电阻的第二端与接地端电连接。

10、作为其中一种改进，所述变阻模块包括第一三极管、第一电容、第四电阻、第五电阻、第六电阻；所述反馈比较模块包括第一运算放大器、第二电容、第三电容、第四电容、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻及第十一电阻；

11、所述第四电阻的一端与第一三极管的漏极电连接，其另一端与第二电阻、第三电阻的连接点电连接，所述第一三极管的源极与接地端电连接，所述第一运算放大器的输出端通过第五电阻与第一三极管的栅极电连接，所述第一三极管的栅极与其源极之间串接相并联的第一电容、第六电阻；

12、所述第一运算放大器的负极输入端与其输出端之间串接第二电容，所述第一运算放大器的正极电源端与电源转换单元的第二电压输出端电连接，所述第一运算放大器的正极电源端与接地端之间串接相并联的第三电容、第四电容，所述第一运算放大器的负极输入端与第一电阻的第一端之间依次串接第九电阻、第八电阻、第七电阻，所述第九电阻与接地端之间串接第十电阻，所述第一运算放大器的正极输入端通过第十一电阻与斜坡限幅单元的第一连接端电连接。

13、作为其中一种改进，所述斜坡限幅单元包括第一二极管、第二三极管、第三三极管、第二运算放大器、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第五电容；

14、所述第二三极管的基极与第三三极管的基极电连接，所述第二三极管的发射极与电源转换单元的第二电压输出端电连接，所述第三三极管的发射极通过第十二电阻与电源转换单元的第二电压输出端电连接，所述第二三极管的集电极通过第十三电阻与接地端电连接，所述第二三极管的基极与其集电极电连接，所述第三三极管的集电极通过第五电容与接地端电连接；所述第十四电阻的第一端与第一二极管的正极电连接形成斜坡限幅单元的第一连接端，所述第十四电阻的第二端通过第十五电阻与第一开关单元的第一连接端电连接；

15、所述第一二极管的负极与第二运算放大器的输出端电连接，所述第二运算放大器的正极输入端与参考电压源的输出端电连接，所述第二运算放大器的负极输入端与第一二极管的正极电连接。

16、作为其中一种改进，所述第一开关单元包括第二光耦、第五三极管、第六三极管、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻及第二十二电阻；

17、所述第五三极管的基极与第六三极管的集电极电连接，所述第五三极管的基极通过第十九电阻与电源转换单元的第二电压输出端电连接，所述第五三极管的集电极形成第一开关单元的第一连接端，所述第五三极管的发射极、第六三极管的发射极分别与接地端电连接，所述第六三极管的基极与其发射极之间串接第二十一电阻；所述第六三极管的基极与第二光耦的e端之间串接第二十电阻，所述第二光耦的c端与电源转换单元的第二电压输出端电连接，所述第二光耦的a端通过第二十二电阻与控制电路的供电电压端电连接，所述第二光耦的k端与控制电路的第二使能端电连接；

18、所述控制电路通过第二使能端发送第二使能信号给第一开关单元，使卤素灯从待机状态切换至工作状态。

19、作为其中一种改进，所述使能启动单元包括第一光耦、第四三极管、第十六电阻、第十七电阻及第十八电阻；

20、所述第一光耦的a端通过第十六电阻与控制电路的供电电压端电连接，所述第一光耦的k端与控制电路的第一使能端电连接，所述第一光耦的e端与接地端电连接，所述第一光耦的c端与第四三极管的基极电连接；

21、所述第四三极管的发射极与接地端电连接，所述第四三极管的基极与其发射极之间串接第十七电阻，所述第四三极管的基极通过第十八电阻与电源转换单元的输入端电连接，所述第四三极管的集电极与电源转换单元电连接；

22、所述控制电路通过第一使能端发送第一使能信号给使能启动单元，使卤素灯从关闭状态变化至待机状态。

23、本发明还提供一种卤素灯的供电控制方法，应用于所述的卤素灯的供电控制电路，其包括如下步骤：

24、当输入电压上电工作时，所述使能启动单元接收控制电路发送的第一使能信号，所述使能启动单元处于工作状态，第一开关单元处于非工作状态，所述分压比例控制单元、斜坡限幅单元处于非工作状态，所述电源转换单元经第一电压输出端输出第一输出电压给卤素灯，使其从关闭状态变化至待机状态，且所述电源转换单元经第二电压输出端输出辅助供电电压，给参考电压源、斜坡限幅单元、分压比例控制单元及第一开关单元供电；

25、当电源转换单元第一电压输出端的输出电压达到第一输出电压且电源转换单元经第二电压输出端输出辅助供电电压时，所述第一开关单元接收控制电路发送的第二使能信号进行电压切换，所述第一开关单元处于工作状态，所述分压比例控制单元、斜坡限幅单元处于工作状态，所述电源转换单元经第一电压输出端输出第二输出电压给卤素灯，使其从待机状态切换至工作状态。

26、作为其中一种改进，所述卤素灯使能后，所述使能启动单元的第四三极管断开，所述第一开关单元的第五三极管导通且第六三极管断开，且所述分压比例控制单元及斜坡限幅单元均处于非工作状态，通过拉低第一使能端，所述电源转换单元第一电压输出端的输出电压与反馈分压单元中的电阻比值成正比关系，且从0v缓慢上升至第一输出电压；

27、其中，电阻比值为第二电阻与第三电阻、第一电阻两者电阻和的比值。

28、作为其中一种改进，所述电源转换单元第一电压输出端的输出电压达到第一输出电压且电源转换单元经第二电压输出端输出辅助供电电压，所述使能启动单元的第四三极管、第一开关单元的第五三极管均断开，所述第一开关单元的第六三极管导通，且分压比例控制单元、斜坡限幅单元均处于工作状态，通过拉低第二使能端，使电源转换单元第一电压输出端的输出电压在设定的升压时间从第一输出电压上升至第二输出电压；

29、然后拉高第二使能端，所述电源转换单元第一电压输出端的输出电压切换至第一输出电压，并从第一输出电压按照斜坡控制方式上升至第二输出电压。

30、作为其中一种改进，所述斜坡控制方式包括如下步骤：

31、所述斜坡限幅单元中的第二三极管、第三三极管产生的恒流源对第五电容进行充电并产生斜坡上升电压，当第五电容的电压达到参考电压源的输出电压时，第五电容的电压经过第二运算放大器、第一二极管的限幅停止上升，并为分压比例控制单元中的第一运算放大器提供基准电压；

32、所述分压比例控制单元中第一运算放大器控制第一三极管工作在可变电阻区，所述分压比例控制单元中的第一运算放大器根据电源转换单元第一电压输出端的输出电压在第十电阻上的分压与基准电压的比较结果，控制第一三极管实现调整其可变电阻，使其与反馈分压单元配合改变反馈分压比例，所述电源转换单元第一电压输出端的输出电压按照改变后的反馈分压比例从第一输出电压上升至第二输出电压。

33、采用上述结构后，本发明具有以下优点：通过控制电路控制使能启动单元、第一开关单元的工作状态，使斜坡限幅单元、分压比例控制单元的工作状态发生变化。即系统上电且使能启动单元处于工作状态时，第一开关单元、斜坡限幅单元、分压比例控制单元处于非工作状态，电源转换单元的第一电压输出端为卤素灯提供第一输出电压，使其处于待机状态，延长卤素灯的使用寿命。

34、电源转换单元的第一电压输出端到达第一输出电压时，且电源转换单元经第二电压输出端输出辅助供电电压，给参考电压源、斜坡限幅单元、分压比例控制单元及第一开关单元供电，第一开关单元、斜坡限幅单元、分压比例控制单元处于工作状态，电源转换单元的第一电压输出端为卤素灯提供第二输出电压，使其处于工作状态。使卤素灯在待机状态下保持设定温度后可加快进入正常工作温度的速度，提高供压的稳定性。

35、在第一输出电压上升至第二输出电压的过程中，以参考电压源、斜坡限幅单元为基准，提供基准电压，将基准电压与电源转换单元第一电压输出端的输出电压在反馈比较模块的输入端上的分压之间的电压差反馈给分压比例控制单元，对电源转换单元第一电压输出端的输出电压进行补偿，给卤素灯提供长期稳定的电压。

36、由于第一开关单元、分压比例控制单元、斜坡限幅单元均处于非工作状态时，电源转换单元第一电压输出端的输出电压由反馈分压单元中第二电阻、第三电阻的电阻比例确定，且电源转换单元第一电压输出端的输出电压从0v缓慢上升至第一输出电压，为卤素灯提供电压软启动，防止由于卤素灯的冷态电阻较低，引起的开启瞬间电流过大导致烧毁卤素灯的情况。