創(chuàng)新型顯微鏡專用汞燈電源的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種直流汞燈電源，更具體的涉及一種基于顯微鏡專用的汞燈電源。
【背景技術】
[0002]由于高級生物顯微鏡需要有豐富的紫外線來激發(fā)標本的熒光，汞燈發(fā)射的光譜里含有豐富的紫外光，用來作為熒光顯微鏡的光源。熒光顯微鏡是熒光細胞化學的基本工具，是利用一定波長的光激發(fā)標本內(nèi)的熒光物質發(fā)射出各種不同顏色的熒光后，通過物鏡和目鏡系統(tǒng)放大以觀察標本。目前通常使用的為100W超高氣壓汞燈，燈管內(nèi)通有一對鎢電極和液態(tài)汞(室溫下附在管壁上)，未點燃時，管內(nèi)氣壓很低，在燈管的兩電極間施加電壓點燃后，汞氣化為汞蒸氣形成汞弧而產(chǎn)生強光，溫度升高，管內(nèi)氣壓迅速升到10個大氣壓。由于是高氣壓的氣體放電，所以在使用和操作上要特別注意。如果違反操作規(guī)定時，將會造成嚴重后果！
[0003]目前市面上的現(xiàn)有直流汞燈電源的電源穩(wěn)定性差，輸出功率不穩(wěn)定，影響光強穩(wěn)定性；各保護功能不完善，沒有啟動限流保護，沒有過熱保護，不能進行汞燈光強調節(jié)，所以現(xiàn)有直流汞燈電源大大影響汞燈的使用壽命和操作人員的人身安全，由于汞燈的價格很高這就大大增大了用戶的使用成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術存在的不足而提供一種安全可靠的創(chuàng)新型顯微鏡專用汞燈電源，為了實現(xiàn)這一目的，本發(fā)明是通過以下技術方案來完成的:
[0005]一種基于新型顯微鏡專用的汞燈電源，110VAC/220VAC交流輸入送至EMI電路1，其輸出送入倍壓電路3，經(jīng)倍壓電路3后的直流電壓送入整流濾波電路2，經(jīng)倍壓整流濾波后的直流電壓送入功率變換半橋電路4，功率變換半橋電路4輸出的交流分量送入主變壓器5，主變壓器5輸出的交流分量經(jīng)高壓轉換電路6輸出到汞燈18 ;主變壓器5輸出的另一路交流分量送入輸出濾波電路7 ;經(jīng)輸出濾波電路7整流濾波后的直流電壓送入汞燈18。恒功率電路11對輸出濾波電路7整流濾波后的直流電壓進行采樣，采樣后的信號送入主控電路9，同時保護電路10對經(jīng)輸出濾波電路7整流濾波后的直流電壓進行采樣，采樣后的信號也送入主控電路9，主控電路9輸出控制信號給驅動電路8，由驅動電路8對半橋電路進行PWM(脈沖寬度)控制，從而控制了燈泡工作電流的大小。
[0006]更進一步的技術方案:AD采樣電路14對輸出濾波電路7整流濾波后的直流電壓進行采樣，采樣后的信號送入微處理器13，經(jīng)微處理器處理13分析后的信號一路送入到數(shù)碼顯示電路16對輸出到汞燈18的電壓及電流數(shù)值進行顯示；一路送入聲音報警電路15對過壓過流信號進行聲音報警；一路送入高壓自啟動電路17，對高壓轉換電路6進行控制。
[0007]更進一步的技術方案:微處理器13與人機交互電路12相連，操作人員可以根據(jù)實際情況通過人機交互電路12與微處理器13進行通信，設定實際需要的有關參數(shù)，比如工作電流的大小、工作電壓的高低、延時時間、自動關機時間等等。
[0008]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0009]通過選用專用集成電路芯片(TL494PWM集成電路)和微處理器控制，對汞燈電源進行重新電路設計和PCB設計，該新型顯微鏡專用的汞燈電源完全滿足電子產(chǎn)品安規(guī)標準《EN60950-1 (GB 4943)》的安全規(guī)范要求，經(jīng)過實際應用，證明符合顯微鏡用汞燈的要求，操作方便、顯示報警功能完善，大大提高了汞燈的使用壽命，使得用戶的使用成本大大減少。
【附圖說明】
[0010]圖1:創(chuàng)新型顯微鏡專用汞燈電源方框圖
[0011]圖2:創(chuàng)新型顯微鏡專用汞燈電源原理圖
[0012]圖3:汞燈輸出電壓和電流隨工作時間的變化曲線
[0013]圖4:創(chuàng)新型顯微鏡專用汞燈電源微處理器控制框圖
[0014]圖5:創(chuàng)新型顯微鏡專用汞燈電源微處理器電路原理圖
[0015]圖6:創(chuàng)新型顯微鏡專用汞燈電源微處理器程序流程圖
【具體實施方式】
[0016]下面結合實例做一詳細闡述。
[0017]圖1為新型顯微鏡專用的汞燈電源總框圖在圖1中110VAC/220VAC交流輸入送至EMI電路1，其輸出送入倍壓電路3后送入整流濾波電路2，經(jīng)整流濾波后的直流電壓，在輸入為IlOVac時，倍壓電路中自動開關單元工作，整流電路轉換為倍壓整流工作，使輸出的直流電壓為300Vdc ;在輸入為220Vac時倍壓電路中自動開關單元自動打開，電源接入非倍壓工作，在倍壓電路中可以自動識別輸入電壓的高低從而進入倍壓或非倍壓工作狀態(tài)。經(jīng)整流后的直流電壓送入功率變換半橋電路4，功率變換半橋電路4輸出的交流分量送入主變壓器5，主變壓器5輸出的交流分量經(jīng)高壓轉換電路6輸出到汞燈18 ;汞燈工作首先需要加上高壓脈沖用以擊穿燈泡內(nèi)的液態(tài)汞，形成弧光放電，進而將電極兩端轉換成汞燈工作所要求的電壓和電流；主變壓器5輸出的另一路交流分量送入輸出濾波電路7 ;經(jīng)輸出濾波電路7整流濾波后的直流電壓送入汞燈18，在汞燈點亮后經(jīng)整流濾波后的直流電壓送入汞燈使之持續(xù)點亮工作；恒功率電路11對輸出濾波電路7整流濾波后的直流電壓進行采樣，采樣后電壓負反饋信號送入主控電路9，同時保護電路10對經(jīng)輸出濾波電路7整流濾波后的直流電壓進行采樣，采樣后的信號也送入主控電路9，主控電路9輸出控制信號給驅動電路8，由驅動電路8對半橋電路進行PWM(脈沖寬度調制)控制，從而控制了燈泡工作電流的大??；AD采樣電路14對輸出濾波電路7整流濾波后的直流電壓進行采樣，采樣后的信號送入微處理器13，經(jīng)微處理器處理分析后的信號一路送入到數(shù)碼顯示單元16對輸出到汞燈18的電壓及電流數(shù)值進行顯示；一路送入聲音報警電路15對過壓過流信號進行聲音報警；一路送入高壓自啟動電路17，對高壓轉換電路6進行控制；微處理器13與人機交互電路12相連，操作人員可以根據(jù)實際情況通過人機交互電路12與微處理器13進行通信，設定實際需要的有關參數(shù)，比如工作電流的大小、工作電壓的高低、延時時間、自動關機時間、汞燈正常工作的累計時間等等。
[0018]整機開機后微控制器13延時5S后輸出一個500ms的控制信號到高壓自啟動電路17接入高壓轉換電路，使之輸出一個高壓脈沖用于燈泡冷機下點亮完成自動啟動功能；當燈泡正常工作后微控制器13通過AD采樣電路14采樣輸出濾波電路7輸出到汞燈(18)回路的電流電壓值，并實時顯示在數(shù)碼顯示電路16上；當采樣電流大于800mA的電流后微控制器13啟動計時功能記錄汞燈18正常工作的累計時間，如果累計時間等于1000小時時計時停止并通過聲音報警電路15報警聲提示更換汞燈，更換完成后通過人機交互電路12輸入時間，整機正常工作并重新記錄使用時間。
[0019]圖2是顯微鏡專用的汞燈電源原理圖，在圖2中220V交流電源經(jīng)保險Fl輸入，后面由Cl、LF1、C2、C3和Cll組成的一級EMI濾波電路，通過濾除電網(wǎng)中的高頻雜波和同相干擾信號，使輸出電源更加純凈。
[0020]在圖2中通過濾波后的交流電壓輸入到整流橋路的輸入端，經(jīng)整流后的直流電壓從整流橋路的輸出端輸出經(jīng)電容C5、C12濾波后送入由T1、Q7、Q8、D2、D4、D7、D9、R3?6、R13?16、C7和C13等組成的功率變換電路對直流電壓進行開關控制，在功率變換電路之后分別接有C16、C17和R9、C9、D6、D5、L1等組成的高壓轉換和整流濾波電路。對升壓后的高壓轉換電壓后輸出到負載，輸出在汞燈加上高壓脈沖用以擊穿燈泡內(nèi)的液態(tài)汞，形成弧光放電，進而將電極兩端轉換成汞燈工作所要求的電壓和電流；主變壓器輸出的另一路交流分量送入輸出慮波，在汞燈點亮后經(jīng)整流濾波后的直流電壓送入汞燈負載。
[0021]在圖2中本電源重點介紹變換電路和檢測以及電流自動跳變電路，選擇此電路的原因是因為此電路抗不平衡能力強，輸出功