小功率远距离高压气体放电红外灯制造技术

本发明专利技术涉及一种小功率远距离高压气体红外灯，属于照明器具应用新领域。该灯包括灯体，其前部安装灯座，灯座内装有灯头，灯头的周围固定反射罩，灯座最前端装有红外滤光片。控制电路主要由直流升压电路、逆变电路、高压启动发生电路以及单片机控制电路构成。本发明专利技术巧妙利用高强度放电电弧加热高气压分子性气体产生丰富的红外辐射光谱，配合高效的镇流电路及反射器，实现了小功率（≤１００瓦），远距离（５００米）的夜视效果。

【技术实现步骤摘要】
小功率远距离高压气体放电红外灯技术领城本专利技术涉及一种灯具，是一种小功率i^巨离红外线灯，由高压气 体放电灯泡、镇流器、红外滤光片等组成，此小功率红外灯具有高亮 度、远距离、功耗低、寿命长等特点，属于照明器具

技术介绍
红外灯按其红外光辐射机理分为热辐射红外灯和半导体固体发 光(红外发射二极管)红外灯两种。产生红外线的最简单方法是燃烧加热，虽然廉价易得，但这种方 式获得的红外辐射较难精确控制，主要用于一般加热，当然在工业上 和生活中这种应用是极为广泛而重要的。灯(主要是囟素灯)的红外辐射，此类灯除部分功率用于可见光辐射 外更多的能量用于产生丰富的红外辐射，这种光源可以简便、廉价而 高效地获得全波段红外辐射，但问题是辐射范围较宽不易聚焦成窄束；全谱辐射能量分散；较难精确定位且易于为人侦察；有效照射距离较短，否则所需功率甚大。半导体固体发光是由红外发光二极管矩阵组成发光体。红外发射二极管由红外辐射效率高的材料(常用砷化镓)制成PN结，外加正向偏压向PN结注入电流激发红外光。光i普功率分布为中心波长830 ~ MOnm,半峰带宽约"nm左右，它是窄带分布，为普通CCD黑白摄像机可感受的范围。一般来说，红外发光二极管红外辐射功率与正向工作电流成正 比，但在接近正向电流的最大额定值时，器件的温度因电流的热耗而 上升，使光发射功率下降。红外二极管电流过小，将影响其辐射功率 的发挥，但工作电流过大将影响其寿命，甚至使红外二极管烧毁。红外发光二极管对工作电压十分敏感，因此要求工作电压准确、 稳定，否则影响辐射功率的发挥及其可靠性。辐射功率随环境温度的 升高(包括其本身的发热所产生的环境温度升高)会使其辐射功率 下降，因此发光二极管红外辐射光源的辐射通量较小，作用距离有限。高压气体放电灯，也称作HID (High intensity Discharge) 灯，它利用配套电子镇流器，瞬间产生万伏以上的触发电压，将气体 电离形成电孤放电并使之稳定发光，从而可以提供即时和稳定的照 明。放电时适当的电流使电极间的电弧弧道被加热到5000-6000K, 该电弧使泡壳被加热到约1200K，而在泡壳到电弧间的高气压(80-100 大气压)分子性气体则在1200K的管壁和6000K之间的电弧之间作杂 乱连动，不断被电弧加热。当这些高温粒子向外扩散时则将热能向泡 壳传递，保持了泡壳恒定的温度。平衡状态下处在数千K高温下的高 密度气体分子将辐射相应温度具有该种分子特征的带状红外辐射光 语。设计恰当的这样的放电灯可以将60-70%的电能转化为某一或某 几频段的红外辐射镨，余下的30-40%的能量则以紫外线、可见光、 对流和传导的形式散失，如此高分额的能量集中在较窄的近红外波段 中以辐射的方式逸散出去，其红外辐射效率是相当高的。
技术实现思路
本专利技术的首要目的在于针对现有的红外灯辐射通量较小、作用距离有限的技术缺陷，应用高压气体放电的红外辐射特性，提出一种小功率远距离高压气体放电红外灯。为了达到以上首要目的，本专利技术小功率远距离高压气体放电红外灯包括灯体(1),所述灯体的前部安装灯座(2 ),所述灯座内装有灯头(3),所述灯头(3)的周围固定反射罩(4)，反射罩前端有红外滤光片(5)，所述灯体最前端装有玻璃(6 )，此外，所述灯体(l)的后部嵌装镇流器(7 )，所述灯体(1)的最后部为电源插座(8 )，及开关(9)。以上结构设计将灯座、控制电路、反射部分等组合在灯体上，形 成一体化设计，因此体积小巧，结构紧凑，安装使用十分方便。为了达到以上进一步的目的，本专利技术高压气体放电红外灯的控制 电路主要由直流升压电路、逆变电路、高压总动发生电路以及CPU控 制电路构成，其中直流升压电路的输入端接供电电源，直流升压电路 的输出端接逆变电路的输入端，逆变电路的输出端接高压启动发生电 路的输入端，高压启动发生电路的输出端接灯头，CPU控制电路的升 压控制端与逆变控制端分别接直流升压电路和逆变电路的受控端。这样，来自电源的直流在体积小巧的CPU控制下，经升压、逆变，最终成为启动高压气体放电灯的高压交流，从而以小功率输出大照度，特别适用于公安刑事侦察、搜索；海防、边防巡逻、检查；各种监管场所金库、油库、军械库、图书文献库、文物部门、监狱等重要部门；各大企、事业单位、各大宾馆、饭店、各种办公场所、居民住宅小区、各大公园、旅游风景区及自然保护区的内部保卫、安全防范、警卫巡逻等多种场所。 附困说明下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。附图说明图1为本专利技术一个实施例的立体分解结构示意图。图2为图1实施例中控制电路板的电路框图。图3为图1实施例中控制电路板的电路原理图。具体实施方式 实施例一本实施例的小功率远距离高压气体放电红外灯如图1所示，由灯 体(1 )、灯座(2 )、灯头(3 )、反射罩(4 )、红外滤光片(5 )、玻璃 (6)、镇流器(7)、电源插座(8)、开关(9)、密封圏10-11组成。灯体的前部安装灯座，所述灯座内装有灯头，灯头产生红外源， 所述灯头的周围固定反射罩，反射罩前端有红外滤光片，所述灯体最 前端装有钢化玻璃通过密封圏压紧防尘防水，此外，所述灯体的后部 嵌装镇流器将直流输入转化为高压输出提供给灯头，所述灯体的最后 部为开关和电源插座，输入为外部12V直流电源，输出接镇流器。电路原理如图2所示，该电路主要由直流升压电路、逆变电路、 高压启动发生电路以及CPU控制电路构成，其中直流升压电路的输入 端接供电电池，直流升压电路的输出端接逆变电路的输入端，逆变电 路的输出端接高压启动发生电路的输入端，高压启动发生电路的输出 端接灯头，CPU控制电路的升压控制端与逆变控制端分别接直流升压 电路和逆变电路的受控端。电路系统主要包括9-16V输入的直流到直流升压变换器；200-400Hz的全桥逆变器；高压启动发生器以及保证恒功率输出的CPU控制电路4个部分。DC/DC直流变换器必须满足9-16V输入电压范围内能输出60-500V的直流电压，并具有输入过压输出短路/开路/过流的保护功能。200-400Hz的全桥逆变器主要功能实现灯管两端极性反转，防止灯管羊端发黑，延长灯管寿命。高压启动发生器的主要功能产生23KV的瞬间高压击穿灯管放电。CPU控制回路主要是保证稳态时恒功率输出，太高的功率会损坏灯管。缩短灯管使用寿命，过低的功率会降低亮度输出造成安全隐患。具体的电路原理图如图3所示，包括以下部分1)、左上角的电源电路包括电源滤波(电感电容)、防止电源反接(Q5 R2 D2、过压保 护(Dl Zl Rl Ql )、提供+ 3. 3V, + 5V电源(U3 U5 )。2 )、右上角的直流升压电路(DC/DC升压变换器)以UC2843为核心器件，UC2843是近年来问世的新型脉宽调制集 成电路，它具有功能全，工作频率高，引脚少外围元件简单等特点， 它的电压调整率可达0. 01°/。V,非常接近线性稳压电源的调整率。这 是典型应用图例。Rll, C39, D18构成软启动电路。Q12， RIO， C23， Z2用于限压。3 )、左中上部的逆变电路(200 - 400Hz逆变器)U B A 2 0 3 2是采用E Z - H V S O 1工艺制造的一种高压 全桥驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小功率远距离高压气体放电红外灯，包括灯体，所述灯体的前部安装灯座，所述灯座内装有灯头，所述灯头的周围固定反射罩，所述灯座最前端装有红外滤光片，灯体的后部安置控制电路，其特征在于：利用气体放电原理产生红外光源，小功率（≤１００瓦），远距离（５００米）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张小华，林昕，杨正名，柴国生，
申请(专利权)人：南京聚诚科技有限公司，南京聚诚光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]