[發(fā)明專利]用于加速風化試驗裝置中的氙燈的少點火器的供電電源

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• 申請日: 2015-10-08
• 公開（公告）號: CN105491771A
• 公開（公告）日: 2016-04-13
• 發(fā)明（設計）人: G·米爾斯基;M·班德爾
• 申請（專利權(quán)）人: 阿特拉斯材料測試技術(shù)有限責任公司
• 主分類號: H05B41/36
• 分類號: H05B41/36
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 李曉芳

相關(guān)申請

本實用發(fā)明專利申請是2012年11月16日提交的美國專利申請 NO.13/679,596的部分繼續(xù)申請案，此美國申請NO.13/679,596要求2011年11 月17日提交的美國臨時申請NO.61/561,157的權(quán)益和優(yōu)先權(quán)，其全部公開內(nèi)容 以引用的方式被整體并入本文中。

背景技術(shù)

本公開涉及用于向風化裝置中的燈供應電力的供電電源。風化設備被用于 模擬在環(huán)境要素中的長時間暴露。一個這樣的環(huán)境要素是日光。為了準確地模 擬在日光中的暴露，風化裝置可以使用諸如氙燈之類的高強度燈。本公開涉及 一種以最小損耗、向氙燈提供輻射光譜形狀的高頻正弦電流，以便控制來自這 樣的燈的輻射光譜的設備，并且涉及使用波形整形以操縱開關(guān)模式的輸出電壓 和電流，以獲得可控的氙燈輻射光譜。因此，在風化試驗期間更精確地控制氙 燈輻射光譜，以便更好地模擬太陽輻射，以及提高在輻射光譜的紫外部分的氙 燈輸出，并減少不想要的在光譜的紅外部分的輻射。本公開的系統(tǒng)進一步包括 在燈的預點火階段期間提供的輔助點火的蓄能器，使得燈不需要那么強大的點 火器。

常規(guī)的風化裝置和方法不控制任何輻射光譜，或不提供任何以本文公開的 方式或方法控制氙燈輻射光譜的機制，因此常規(guī)的風化裝置和方法并不準確。 此外，現(xiàn)有的氙燈供電技術(shù)僅基于提供線頻率功率鎮(zhèn)流，其是龐大且笨重的， 需要許多特征以提供有限的控制，并且不具有提供電子的、通用的功率因數(shù)校 正的功能。

一種已知的常規(guī)設備使用脈沖直流模式的氙燈操作，其僅僅是對占空比的 調(diào)制。這樣的設備是不利的，因為它產(chǎn)生能夠損壞氙燈陰極并且減少氙燈壽命 的非常高的電流突變。此外，這種常規(guī)的方法沒有準確地模擬太陽的日周期。

通常，用于高強度放電燈的電弧交流輸出電子式電源僅控制向燈輸出的電 流和/或功率。此外，通過使得控制可以降低燈的電流幅度來提供有限的燈調(diào)光。 通常，所述電源是由功率因數(shù)校正器、降壓轉(zhuǎn)換器和低頻AC逆變器組成的三 級供電電源。它們還需要獨立的點火器，所述點火器的功率與整個供電電源的 額定功率可比校，以便啟動燈。輻射控制并不存在，所以不被考慮。

因此，對于利用氣體放電燈的設備和需要模擬日光或一些其它輻射光譜的 設備來說，存在改善供電電源的需要。這樣的需要包括控制燈的輻射光譜以更 精確地模擬太陽的日周期、以供諸如加速風化設備之類的設備使用的能力。

此外，用已知的供電電源利用氣體放電燈的設備，需要可以在燈點火期間 傳送巨大的能量脈沖的系統(tǒng)。同時，已知的供電電源的電流控制機制可能導致 能夠負面地影響氣體放電燈的可靠性和壽命的電流突變或尖峰。因此，需要改 善供電電源以提供具有較低功率要求的點火系統(tǒng)，使得設備的運行成本減小， 且點火器的選擇的靈活性得到改善。

發(fā)明內(nèi)容

通常，本公開的一個方面可以包括加速風化裝置，其可以包括能控制氙燈 輻射光譜和它的強度，以便完全模擬太陽的日周期，提高紫外輸出，并且減少 紅外輻射的供電電源。在一個實施例中，供電電源可以包括用于獲得供應給氙 燈的可控的、波形確定的輸出功率的高頻逆變器。這提供了產(chǎn)生光譜形狀的燈 輻射，產(chǎn)生作為直接供給氙燈的電流源的諧振電路，以及同時產(chǎn)生大功率、高 電壓、用不那么強大的點火器在較低的點火電壓下進行可靠的引弧與設置的備 用氙燈的能力。因此，由于使用高頻功率轉(zhuǎn)換技術(shù)和波形控制，實施例可以是 更緊湊并且更便宜的，實施例還具有在本地被計算機監(jiān)視和控制和/或甚至經(jīng)由 因特網(wǎng)被計算機遠程監(jiān)視和控制的能力。

本公開的另一個方面可以包括加速風化設備，其可以包括使用近諧振高頻 開關(guān)產(chǎn)生可以被有利地配置為輔助燈點火的燈預點火條件。通過使用本公開的 方面、以及使用其它的由于一些實施例中的高電壓和存儲的能量的備份而先前 認為不實際的燈點火方法，可以降低已知的點火器的尺寸和能量要求。本公開 使得可以增加在選擇具有低成本和延長的運行壽命的可能性的點火類型時的靈 活性。

在本公開的另一方面中，提供了一種包括光譜成形組件的供電電源，所述 組件能夠提供控制燈的輻射光譜的信號。

在本公開的另一方面中，提供了一種包括預處理組件的供電電源，所述預 處理組件向燈提供高電壓和備用能量的蓄能器以輔助燈的點火和運行。

在本公開的另一方面中，提供了一種風化設備，其包括能夠控制燈的輻射 光譜、使得可以模擬太陽的日周期的供電電源。