【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高压汞灯电源系统领域，尤其涉及一种大功率超高压汞灯的启辉点燃和光强稳定的电源系统。该电源系统用于驱动超高压汞灯，以提供可靠的点燃和稳定的光强输出，适用于科研、医疗和照明等领域。
技术介绍
0、技术背景
1、大功率超高压汞灯在多个领域中都有广泛的应用，由于其独特的辐射光谱和高亮度特性，适用于需要高强度光源的各种场景。直流供电在超高压汞灯驱动中具有显著优势。相比交流供电，直流供电能够提供稳定的电流，确保恒定的光谱和功率输出，适用于对输出稳定性要求高的科研、医疗设备和精密成像等应用。直流供电电源设计相对简单，能够更精确地控制和维持输出，使其在不同环境条件下都能保持稳定性，提高了超高压汞灯的应用可靠性。
2、大功率超高压汞灯工作流程如下：触发电源输出高压使汞灯内部建立电弧通道，预热灯丝和汞蒸气；直流电源向汞灯提供足够电流，以点燃汞灯内的电弧；调节直流电源电压和电流输出，维持汞灯稳定的电弧和光强输出。汞灯作为一种气体放电灯，管内气体瞬时电阻受气体放电物理进程等多方面因素影响。因此，确保大功率超高压汞灯的可靠点燃，防止电箱内其他电气系统受电磁干扰，以及提高汞灯光强的稳定性，是电源设计与应用的关键难题。
3、目前，中国专利（专利申请号：cn201310621232.4）提供了一种用于超高压汞灯供电的大功率电源的控制系统，以满足不同功率超高压汞灯的供电要求。此外，中国专利（专利申请号：cn201810968594.3）提供一种汞灯光强控制电路的技术方案，以解决汞灯发光强度衰减造成的发光强度不一致
4、因此，需要在电源系统设计方面进行优化设计，以克服这些问题，提升大功率超高压汞灯的启动可靠性、光强稳定性以及使用寿命。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供一种新的电源系统解决方案，通过创新性的触发机制，采用精确的反馈回路和控制算法以及直流电源优化设计，实现汞灯可靠触发、光强快速稳定、适应不同负载，以提高系统的稳定性和可靠性、减少外部干扰的影响。通过这些创新，为超高压汞灯电源系统带来显著的改进，推动其在科研、医疗和工业等领域的更广泛应用。
2、一种大功率超高压汞灯电源系统，它包括：可调直流稳压电源（1）、耐高压二极管（2）、高压汞灯触发电源（3）、控制器（4）和上位机（6）；
3、所述的上位机（6）与控制器（4）连接，控制器（4）分别与可调直流稳压电源（1）和高压汞灯触发电源（3）双向通讯连接，可调直流稳压电源（1）与高压汞灯触发电源（3）串联，高压汞灯触发电源（3）与耐高压二极管（2）并联。
4、所述的可调直流稳压电源（1）包括：控制系统、电磁干扰滤波电路、三相整流滤波电路、全桥逆变电路、高频变压器以及输出同步整流滤波电路。
5、所述的控制系统是以全桥型零电压开关，同时具有同步整流控制功能的芯片为核心的控制系统。
6、所述的可调直流稳压电源（1）采用基于峰值电流的控制策略，通过对初级母线上峰值电流和次级输出电压的采集，构建电压外环和电流内环两个控制闭环。
7、所述的电源初级和次级同时实现零电压软开关以及次级侧实现同步整流。
8、所述的高压汞灯触发电源（3）包括：半桥llc串联谐振电路、输出控制电路以及倍压整流电路。
9、所述的半桥llc串联谐振电路通过将半桥变换器和llc谐振拓扑融合，来实现在高效、高功率密度和低电磁干扰条件下的能量转换。
10、所述的上位机（6）根据超高压汞灯的自身特性和使用情况，调节高压汞灯触发电源（3）的供电电压。
11、所述的控制器（4）与上位机（6）之间采用modbus通讯协议，控制器（4）与可调直流稳压电源（1）之间采用rs485通信。
12、一种大功率超高压汞灯电源系统的算法控制流程，包括：
13、s1.所述的一种大功率超高压汞灯电源系统上电后，首先调用上电初始化子程序，对控制系统的基本参数进行设置，系统参数配置完成后，系统进入待机状态；
14、s2.在待机状态下，系统根据不同指令切换到相应的操作状态，根据不同汞灯的工作需求，通过上位机（6）设置上述电源系统的运行参数；
15、s3.当控制器（4）接收到人机交互设备发送的开机指令后，主程序被调用，控制器（4）发送指令，促使可调直流稳压电源（1）输出额定电压，为大功率超高压汞灯的点燃做准备；
16、s4.控制器（4）检测到可调直流稳压电源（1）的输出电压超过启动电压后，控制器（4）内部继电器闭合，驱动高压汞灯触发电源（3）以额定电压输出，启动大功率超高压汞灯的点火过程；
17、s5.控制器（4）监测到电路中的电流超过启动电流时，关闭高压汞灯触发电源（3），同时调节可调直流稳压电源（1）的输出，迅速稳定大功率超高压汞灯的光强；
18、s6.在大功率超高压汞灯电源工作状态下，控制器（4）实时监测系统的状态，包括高压汞灯是否成功点燃、高压汞灯光源保护是否激活、控制系统温度是否低于额定值，以及高压汞灯重复点火时间是否满足要求，如果系统状态未能满足保护要求，控制器（4）分析故障原因并随即关闭大功率超高压汞灯电源的输出，报警提示并显示故障原因；
19、s7.故障排除后，按下状态复位按钮，以进行系统状态确认。
20、本专利技术所提供的针对大功率超高压汞灯的电源系统，具有以下优势：汞灯触发可靠性高，光强响应速度快，光强输出稳定性强，汞灯电极损耗小，可精确控制电压和电流，适用不同负载，且抗干扰能力强。
21、本专利技术公开了一种针对大功率超高压汞灯的电源系统，其中包括以下主要组成部分：主控制器部分、供电电源部分以及触发电源部分。该方案旨在实现大功率超高压汞灯点燃时，确保电箱内其他电气系统正常工作，同时通过有效的电源电路设计，提高了整个电源系统的安全性和可靠性。此外，方案还采用恒功率控制方法，确保超高压汞灯输出光强的稳定性。这对于大功率超高压汞灯的电源设计与应用领域具有重要的实用价值，可以为相关领域提供高效、安全、可靠的解决方案。
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1.一种大功率超高压汞灯电源系统，其特征在于：它包括：可调直流稳压电源（1）、耐高压二极管（2）、高压汞灯触发电源（3）、控制器（4）和上位机（6）；
2.根据权利要求1所述的一种大功率超高压汞灯电源系统，其特征在于：所述的可调直流稳压电源（1）包括：控制系统、电磁干扰滤波电路、三相整流滤波电路、全桥逆变电路、高频变压器以及输出同步整流滤波电路。
3.根据权利要求2所述的一种大功率超高压汞灯电源系统，其特征在于：所述的控制系统是以全桥型零电压开关，同时具有同步整流控制功能的芯片为核心的控制系统。
4.根据权利要求3所述的一种大功率超高压汞灯电源系统，其特征在于：所述的可调直流稳压电源（1）采用基于峰值电流的控制策略，通过对初级母线上峰值电流和次级输出电压的采集，构建电压外环和电流内环两个控制闭环。
5.根据权利要求4所述的一种大功率超高压汞灯电源系统，其特征在于：所述的电源初级和次级同时实现零电压软开关以及次级侧实现同步整流。
6.根据权利要求5所述的一种大功率超高压汞灯电源系统，其特征在于：所述的高压汞灯触发电源（3）
7.根据权利要求6所述的一种大功率超高压汞灯电源系统，其特征在于：所述的半桥LLC串联谐振电路通过将半桥变换器和LLC谐振拓扑融合，来实现在高效、高功率密度和低电磁干扰条件下的能量转换。
8.根据权利要求7所述的一种大功率超高压汞灯电源系统，其特征在于：所述的上位机（6）根据超高压汞灯的自身特性和使用情况，调节高压汞灯触发电源（3）的供电电压。
9.根据权利要求8所述的一种大功率超高压汞灯电源系统，其特征在于：所述的控制器（4）与上位机（6）之间采用Modbus通讯协议，控制器（4）与可调直流稳压电源（1）之间采用RS485通信。
10.一种大功率超高压汞灯电源系统的算法控制流程，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种大功率超高压汞灯电源系统，其特征在于：它包括：可调直流稳压电源（1）、耐高压二极管（2）、高压汞灯触发电源（3）、控制器（4）和上位机（6）；
2.根据权利要求1所述的一种大功率超高压汞灯电源系统，其特征在于：所述的可调直流稳压电源（1）包括：控制系统、电磁干扰滤波电路、三相整流滤波电路、全桥逆变电路、高频变压器以及输出同步整流滤波电路。
3.根据权利要求2所述的一种大功率超高压汞灯电源系统，其特征在于：所述的控制系统是以全桥型零电压开关，同时具有同步整流控制功能的芯片为核心的控制系统。
4.根据权利要求3所述的一种大功率超高压汞灯电源系统，其特征在于：所述的可调直流稳压电源（1）采用基于峰值电流的控制策略，通过对初级母线上峰值电流和次级输出电压的采集，构建电压外环和电流内环两个控制闭环。
5.根据权利要求4所述的一种大功率超高压汞灯电源系统，其特征在于：所述的电源初级和次级同时实现...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭景富，陈相全，董永军，周跃，章明朝，
申请(专利权)人：东北师范大学，
类型：发明
国别省市：
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