[發明專利]一種氙燈觸發裝置及控制方法

在審

• 申請號: 202011495098.4
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112543528A
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 周康;朱炬;毛翌春;朱文星;年夫來;李斌;王俊
• 申請（專利權）人: 中電科儀器儀表（安徽）有限公司
• 主分類號: H05B41/38
• 分類號: H05B41/38
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 種艷麗

本發明公開了一種氙燈觸發裝置及控制方法，屬于光伏電池測試領域，包括驅動電源、觸發電源、控制電路、觸發驅動電路及上位機；驅動電源，用于提供維持氙燈穩定工作的電流；觸發電源，用于提供氙燈點亮時的觸發電壓；控制電路，用于控制驅動電源和觸發電源的輸出及為電源提供保護；觸發驅動電路，用于產生氙燈的觸發脈沖，點燃和激發氙燈；對觸發電源輸出電壓進行升壓，產生氙燈的觸發脈沖，激發氙燈。本發明采用兩種常用電源，降低了電源的要求，節省了成本；在控制電路中用二極管為電源提供保護，在氙燈觸發完成時，用繼電器將二極管短路，降低整個電路的驅動損耗，采用該技術后，氙燈的點亮的成功率和可靠性得到了提高。

技術領域

本發明屬于光伏電池測試領域，具體涉及一種氙燈觸發裝置及控制方法。

背景技術

隨著光伏發電技術的不斷發展，光伏電池制造技術不斷提高，電池發電性能和效率測試需求越來越高。光伏電池一般通過穩態太陽模擬器在實驗室中進行性能測試，而穩態太陽模擬器通過氙燈發出的光來模擬標準太陽光。

氙燈點亮需要上萬伏的高壓進行觸發，目前大部分氙燈的高壓觸發電路普遍采用內觸發式氙燈電路，它的基本工作原理是：當電路啟動后交流電壓開始給電路供電，在開關電源內通過整流、濾波、穩壓等處理后，直流電輸出。電容、觸發器的金屬線圈和氙燈構成閉合LC震蕩電路，使得氙燈觸發。氙燈觸發后，LC電路中的電容放電完畢，觸發器不再工作，此時由開關電源輸出的恒壓直流電來使氙燈穩定工作。但是這種觸發方式在大功率氙燈的點燃上成功率并不高。通過對氣體氙燈放電全伏安特性圖研究分析，發現在伏安特性曲線的雪崩的放電過程中，氙燈兩端需要的電壓特別高，如果觸發電壓不夠高，就會出現氙氣不能電離，觸發失敗的情況。另一方面，氙燈工作電流較高，可達50A。因此氙燈驅動電源既要能輸出較高電壓又要能輸出較高電流，這對氙燈電源的指標要求較高。

為此我們提出了通過驅動電源和觸發電源組合方式觸發氙燈，從而改善大功率氙燈觸發成功率問題，同時降低電源成本。

發明內容

針對現有技術中存在的上述技術問題，本發明提出了一種氙燈觸發裝置及控制方法，設計合理，克服了現有技術的不足，具有良好的效果。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種氙燈觸發裝置，包括驅動電源、觸發電源、控制電路、觸發驅動電路及上位機；

驅動電源，被配置為用于提供維持氙燈穩定工作的電流；

觸發電源，被配置為用于提供氙燈點亮時的觸發電壓；

控制電路，被配置為用于控制驅動電源和觸發電源的輸出及為電源提供保護；

觸發驅動電路，被配置為用于產生氙燈的觸發脈沖，點燃和激發氙燈；

對觸發電源輸出電壓進行升壓，產生氙燈的觸發脈沖，激發氙燈；

上位機，被配置為用于設置驅動電源和觸發電源電壓、電流及控制電源的輸出開關，并向控制電路發送控制命令，以及顯示氙燈觸發結果；

驅動電源和觸發電源具有程控功能；控制電路上設置有單片機控制系統，包括單片機、二極管、繼電器以及絕緣柵雙極型晶體管，二極管、繼電器以及絕緣柵雙極型晶體管均與單片機的I/O口相連；觸發電路主要由倍壓電路和二次升壓電路組成，其中倍壓電路完成觸發脈沖的第一次升壓，升到數千伏，二次升壓電路將第一次升壓的數千伏升到數萬伏的電壓觸發信號。

優選地，驅動電源采用20V、50A程控直流電源。

優選地，觸發電源采用150V、4A程控直流電源。

優選地，上位機通過網口或USB接口和驅動電源相連，通過串口和控制電路相連。

優選地，每個繼電器和絕緣柵雙極型晶體管均受單片機控制，并最終通過上位機控制；繼電器必須在控制邏輯下工作。