[發明專利]一種超長脈寬的大功率脈沖氙燈恒光控制電路

有效

• 申請號: 201210045236.8
• 申請日: 2012-02-27
• 公開（公告）號: CN102612242A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 趙晗
• 申請（專利權）人: 武漢高博光電科技有限公司
• 主分類號: H05B41/36
• 分類號: H05B41/36
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 鐘鋒;王丹

技術領域

本發明涉及一種脈沖氙燈的控制電路，特別是一種用于脈沖太陽模擬器的超長脈寬的大功率脈沖氙燈恒光控制電路。

背景技術

太陽模擬器通常用于產生模擬的太陽光，對太陽能電池或太陽能電池組件進行測試。商業化的太陽模擬器有兩類：一類是穩態太陽模擬器，以常亮的燈源(如穩態氙燈、鎢燈或汞燈)作為光源，這類太陽模擬器通常光照面積較小，被測物溫升較快；第二類是脈沖太陽模擬器，通常由一個或兩個長弧脈沖氙燈為光源，這類太陽模擬器光照面積較大，因為是短時間脈沖閃光，所以被測物溫升可忽略不計。

目前脈沖太陽模擬器的發光光源通常采用大功率脈沖氙燈，實際應用中，由于大功率脈沖氙燈工作在高電壓、大電流狀態下，常規的電容和電容組儲能放電工作模式的工作脈沖寬度通常小于40ms，如果工作脈沖寬度要求大于40ms(如100ms--200ms)且要求恒光的情況下，常規的控制電路就難以實現了。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種超長脈寬的大功率脈沖氙燈恒光控制電路，能夠方便地得到超長脈寬、光強恒定的光功率輸出。

本發明為解決上述技術問題所采取的技術方案為：一種超長脈寬的大功率脈沖氙燈恒光控制電路，其特征在于：它包括：

直流充放電電源，用于給儲能電容組充電和放電，包括接地端、充電端和放電端；

儲能電容組，包括N個儲能電容，每個儲能電容的正極通過充電二極管與直流充放電電源的充電端連接，每個儲能電容的正極還通過放電二極管與直流充放電電源的放電端連接，每個儲能電容的負極與直流充放電電源的接地端連接并接地；

時序脈沖發生器，包括公共端和脈沖輸出端；

脈沖開關組，包括N個開關元件，N個開關元件的正極依次與N個所述儲能電容的正極連接，開關元件的負極與時序脈沖發生器的公共端連接，開關元件的控制端與時序脈沖發生器的脈沖輸出端連接；開關元件的負極與氙燈正極相連接；

光強反饋控制回路，通過光電傳感器將氙燈的光能轉換為電壓與基準電壓相比較，再通過功率調整器控制氙燈的發光功率；

電源，為直流充放電電源、時序脈沖發生器和光強反饋控制回路提供電源；

所述N為大于等于2的自然數。

按上述方案，它還包括緩沖電容，緩沖電容的正極通過放電二極管與所述直流充放電電源的放電端連接，緩沖電容的負極接地；所述開關元件的負極與氙燈正極之間串聯一個緩沖電阻和一個限流電阻；同時緩沖電容的正極還與緩沖電阻與限流電阻之間的節點連接。

按上述方案，所述的直流充放電電源包括充電電路、放電電路和充放電控制電路；充放電控制電路設定充電電壓閥值V1和放電電壓閥值V2，并將所述儲能電容的電壓分別與充電電壓閥值V1和放電電壓閥值V2比較以控制充電電路和放電電路的開啟和關閉。

按上述方案，所述的充電電路上串聯一個固態繼電器SSR，充放電控制電路的充電控制端與固態繼電器SSR的控制端連接；

所述的放電電路包括放電控制管、放電開關和限流電阻，所述儲能電容、放電二極管、限流電阻、放電開關和接地端構成放電回路，放電開關由放電控制管控制，放電控制管由充放電控制電路的放電控制端控制；

所述的充放電控制電路包括取樣電路、分壓電路、充放電禁止端子、第一比較器和第二比較器；取樣電路對所述儲能電容的電壓進行取樣，分壓電路輸出充電電壓閥值V1和放電電壓閥值V2，充放電禁止端子輸入氙燈亮滅信息；第一比較器輸入端輸入放電電壓閥值V2、儲能電容電壓和氙燈亮滅信息，輸出端為放電控制端；第二比較器輸入端輸入充電電壓閥值V1、儲能電容電壓和氙燈亮滅信息，輸出端為充電控制端。

本發明的工作狀態分為充電準備期、放電調整期和氙燈工作期三個階段：在充電準備期內，直流充放電電源的充電端通過相應的充電二極管分別對各個儲能電容進行充電，直至各儲能電容的端電壓達到直流充放電電源設定的充電電壓閥值后停止充電；在放電調整期內，如果儲能電容的端電壓達到直流充放電電源放電閥值，儲能電容可以通過直流充放電電源的放電端進行放電；在上述充電準備期和放電調整期間內，通過不斷的充電和放電調整過程，使得各個儲能電容的端電壓保持在直流充放電電源所設定的電壓區間內；在氙燈被觸發開始工作后，時序脈沖發生器的每個脈沖輸出端按順序依次輸出控制脈沖，分別依次開啟與之相連接的各個開關元件，使相應的儲能電容依次向氙燈放電，每個儲能電容只是在一個相對較短的時段內對氙燈進行放電，各個儲能電容的放電時間累加從而達到所需要的超長工作脈沖寬度。

本發明的有益效果為：