一種高頻脈衝光發生器的製作方法
2023-09-16 07:05:30 2
專利名稱：一種高頻脈衝光發生器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種高頻脈衝光發生器。
本實用新型的目的可通過以下的技術措施來實現包括將輸入的閃光頻率信號轉換為所需窄脈衝信號的信號轉換電路、用於提供能量的充電電路、用於控制閃光頻率的觸發電路、用於控制發光時間的脈寬控制電路和作為光源的脈衝燈，所述信號轉換電路的輸出端分別與所述充電電路、脈寬控制電路、觸發電路的輸入端相連，充電電路的兩輸出端分別與脈寬控制電路和觸發電路的另一輸入端相連，脈寬控制電路的輸出端與脈衝燈的一連接端相連，觸發電路的輸出端與脈衝燈的另一連接端相連。
本實用新型所述脈寬控制電路包括用於產生導通高電平的兩個串接單穩觸發器、控制脈寬的場效應管和放電電容，串接後的單穩觸發器輸出端與場效應管的柵極相連，其源極接地，放電電容並接於場效應管的漏極與源極之間，漏極與放電電容的連接點為該電路的輸出端，同時也為該電路與所述充電電路相連的輸入端。
本實用新型所述脈寬控制電路包括用於產生導通高電平的兩個串接單穩觸發器、控制脈寬的場效應管和放電電容，串接後的單穩觸發器輸出端與場效應管的柵極相連，其源極接地，漏極與放電電容串接，放電電容的另一連接端為該電路的輸出端，同時也為該電路與所述充電電路相連的輸入端。
本實用新型所述觸發電路包括用於反相的場效應管、開關場效應管、放電電容和脈衝變壓器，用於反相的場效應管的漏極經電阻與開關場效應管的柵極相連，開關場效應管的漏極經放電電容接入脈衝變壓器的初級繞組；開關場效應管的漏極與放電電容的連接點為該電路與所述充電電路相連的輸入端，脈衝變壓器的次級繞組該電路的輸出端。
本實用新型所述的脈衝燈為脈衝氙燈。
由於採用電子高頻脈衝信號控制普通的脈衝氙燈瞬間發光，沒有高速轉動的複雜機械部件和連續光源，其峰值功率高、電路簡單、成本低本；通過觸發電路、脈寬控制電路的控制，能產生頻率高於1000Hz、脈寬最小可達3μs、能量可隨意調節、性能穩定的高頻脈衝光，使其適用範圍廣泛；另外也易於維護，使用簡單。
圖1為本實用新型的原理方框圖；圖2為本實用新型實施例1的電路原理圖；圖3為本實用新型實施例2的電路原理圖。
如圖2所示，本實施例1中的脈寬控制電路包括用於產生導通高電平的兩個串接單穩觸發 IC3A、IC3B、控制脈寬的場效應管M5和放電電容CB，串接後的單穩觸發器輸出端與場效應管M5的柵極相連，其源極接地，放電電容CB並接於場效應管M5的漏極與源極之間，漏極與放電電容的連接點為該電路的輸出端，同時也為該電路與所述充電電路相連的輸入端。
觸發電路包括用於反相的場效應管M1、開關場效應管M2、放電電容CZ和脈衝變壓器B1，用於反相的場效應管M1的漏極經電阻與開關場效應管M2的柵極相連，開關場效應管M2的漏極經放電電容CZ接入脈衝變壓器B1的初級繞組；開關場效應管M2的漏極與放電電容CZ的連接點為該電路與所述充電電路相連的輸入端，脈衝變壓器B1的次級繞組該電路的輸出端。
信號轉換電路為一單穩觸發器IC1A；充電電路由用於控制充電時間的兩個串接單穩觸發器IC1B、IC2A，一個給放電電容CB充電的充電迴路和一個給放電電容CZ充電的充電迴路組成，每個充電迴路包括光藕、開關場效應管及電阻，串接後的單穩觸發器輸出端分別與每個充電迴路中光藕的控制極相連。
本實施例中各電路的工作過程為閃光信號經電阻R4進入單穩觸發器IC1A，在閃光信號的上升沿，單穩觸發器IC1A輸出約3μs的脈衝信號，該脈衝信號的寬度T1為電容C1和電阻R3的乘積，該T1為信號轉換時間。由單穩觸發器IC1A輸出的窄脈寬信號經過電阻R5、場效應管M1的反相，使開關場效應管M2在窄脈中的時間範圍內導通；由於開關場效應管M2導通，放電電容CZ上的電量經過開關場效應管M2到地，與脈衝變壓器B1的原邊形成一個閉合迴路；由於原邊有一個脈衝信號輸入，在脈衝變壓器B1的副邊也相應有一個高電壓約9KV窄脈寬的脈衝輸出，使脈衝氙燈B2內的氣體激活而放電；由於放電電容CB有一端接到地，這樣當脈衝氙燈B2內氣體激活以後，放電電容CB上的電量形成一個閉合迴路，放電電容CB的能量不斷供給到脈衝氙燈B2，使脈衝氙燈B2發光。
由於脈衝變壓器B1的副邊串聯接到脈衝氙燈B2的一端，為了得到足夠高的觸發電壓，通常脈衝變壓器B1的副邊匝數都繞得較多，必然使電感量增加；根據LC振蕩電路的頻率公式T＝2πLC，L增加，必然使T增加，T增加，則放電電容CB供給脈衝氙燈B2的能量時間長，則脈衝氙燈B2的發光時間加長，發光時間加長，不利於閃光頻率的提高。在單穩觸發器IC1A輸出的窄脈衝信號，使開關場效應管M2導通的同時，也使單穩觸發器IC3A觸發，其脈衝信號的寬度T2為電容C6和電阻R16的乘積，該脈衝信號的寬度T2為脈衝氙燈脈寬延遲時間即氙燈亮的時間，在單穩觸發器IC3A的上升沿到來以後，使單穩觸發器IC3B也動作，單穩觸發器IC3B輸出高電平，使場效應管M5導通，場效應管M5導通時間T3為電阻R17和電容C5的乘積，該導通時間T3為氙燈的脈寬放電時間，在場效應管M5導通以後，則將放電電容CB上仍然沒有釋放完的能量通過場效應管M5釋放掉，則強行將脈衝氙燈亮的時間T2降低。
由單穩觸發器IC1A輸出的窄脈衝信號，經過電阻R7，使單穩觸發器IC1B觸發，其脈衝信號的寬度T4為電容C7和電阻R13的乘積，該脈衝信號的寬度T4為電容充電關斷時間，T4＞T1+T2+T3。單穩觸發器IC1B輸出的信號使單穩觸發器IC2A工作，其脈衝信號的寬度T5為電容C4、C2、C3之和與電阻R8的乘積，該T5為電容充電時間；單穩觸發器IC2A的輸出脈衝使兩個充電迴路中的光藕O1、O2導通，兩個充電迴路分別以500V的電壓給放電電容CB、放電電容CZ充電。為了保證電路有足夠的時間，應該使電容充電T5的時間足夠長，但必須滿足T5、T4之和小於閃光時間；否則，如果T4＜T1+T2+T3，則使T5增加，T5增加後，會使電源的能量通過場效應管M3、M2、M4、M5，電阻R11、R15直接短路到地，燒毀電路。
如圖3所示為本實用新型另一實施例，該實施例的電路及原理基本和上述實施例1相同，其不同之處僅在於脈寬控制電路的連接及原理，實施例2中的脈寬控制電路包括用於產生導通高電平的兩個串接單穩觸發器IC3A、IC3B、控制脈寬的場效應管M5和放電電容CB，串接後的單穩觸發器輸出端與場效應管M5的柵極相連，其源極接地，漏極與放電電容CB串接，放電電容CB的另一連接端為該電路的輸出端，同時也為該電路與所述充電電路相連的輸入端。其原理是利用放電電容CB上的電壓自動控制放電電容CB中的能量放出的情況；當CB上的電壓下降到一定值以後，自動使場效應管M5關斷，則放電電容CB上的能量不能再通過氙燈釋放，故氙燈燈會自動熄滅，提高其閃光頻率。
權利要求1.一種高頻脈衝光發生器，其特徵在於包括將輸入的閃光頻率信號轉換為所需窄脈衝信號的信號轉換電路、用於提供能量的充電電路、用於控制閃光頻率的觸發電路、用於控制發光時間的脈寬控制電路和脈衝燈，所述信號轉換電路的輸出端分別與所述充電電路、脈寬控制電路、觸發電路的輸入端相連，充電電路的兩輸出端分別與脈寬控制電路和觸發電路的另一輸入端相連，脈寬控制電路的輸出端與脈衝燈的一連接端相連，觸發電路的輸出端與脈衝燈的另一連接端相連。
2.根據權利要求1所述的高頻脈衝光發生器，其特徵在於所述脈寬控制電路包括用於產生導通高電平的兩個串接單穩觸發器(IC3A、IC3B)、控制脈寬的場效應管(M5)和放電電容(CB)，串接後的單穩觸發器輸出端與場效應管(M5)的柵極相連，其源極接地，放電電容(CB)並接於場效應管(M5)的漏極與源極之間，漏極與放電電容的連接點為該電路的輸出端，同時也為該電路與所述充電電路相連的輸入端。
3.根據權利要求1所述的高頻脈衝光發生器，其特徵在於所述脈寬控制電路包括用於產生導通高電平的兩個串接單穩觸發器(IC3A、IC3B)、控制脈寬的場效應管(M5)和放電電容(CB)，串接後的單穩觸發器輸出端與場效應管(M5)的柵極相連，其源極接地，漏極與放電電容(CB)串接，放電電容(CB)的另一連接端為該電路的輸出端，同時也為該電路與所述充電電路相連的輸入端。
4.根據權利要求1所述的高頻脈衝光發生器，其特徵在於所述觸發電路包括用於反相的場效應管(M1)、開關場效應管(M2)、放電電容(CZ)和脈衝變壓器(B1)，用於反相的場效應管(M1)的漏極經電阻與開關場效應管(M2)的柵極相連，開關場效應管(M2)的漏極經放電電容(CZ)接入脈衝變壓器(B1)的初級繞組；開關場效應管(M2)的漏極與放電電容(CZ)的連接點為該電路與所述充電電路相連的輸入端，脈衝變壓器(B1)的次級繞組該電路的輸出端。
5.根據權利要求1所述的高頻脈衝光發生器，其特徵在於所述脈衝燈為脈衝氙燈。
專利摘要本實用新型公開了一種高頻脈衝光發生器，包括將輸入的閃光頻率信號轉換為所需窄脈衝信號的信號轉換電路、用於提供能量的充電電路、用於控制閃光頻率的觸發電路、用於控制發光時間的脈寬控制電路和脈衝燈，所述信號轉換電路的輸出端分別與所述充電電路、脈寬控制電路、觸發電路的輸入端相連，充電電路的兩輸出端分別與脈寬控制電路和觸發電路的另一輸入端相連，脈寬控制電路的輸出端與脈衝燈的一連接端相連，觸發電路的輸出端與脈衝燈的另一連接端相連。本實用新型能產生頻率高於1000Hz、脈寬最小可達3μs、能量可隨意調節、性能穩定的高頻脈衝光，適用範圍廣泛；而且電路簡單、成本低本，使用也簡單。
文檔編號H05B41/30GK2529489SQ0222555
公開日2003年1月1日 申請日期2002年1月31日 優先權日2002年1月31日
發明者王治才, 朱延彬, 周雙富 申請人:廣州市杜普有限公司