[发明专利]一种超长脉宽的大功率脉冲氙灯恒光控制电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种脉冲氙灯的控制电路，特别是一种用于脉冲太阳模拟器的超长脉宽的大功率脉冲氙灯恒光控制电路。

背景技术

太阳模拟器通常用于产生模拟的太阳光，对太阳能电池或太阳能电池组件进行测试。商业化的太阳模拟器有两类：一类是稳态太阳模拟器，以常亮的灯源(如稳态氙灯、钨灯或汞灯)作为光源，这类太阳模拟器通常光照面积较小，被测物温升较快；第二类是脉冲太阳模拟器，通常由一个或两个长弧脉冲氙灯为光源，这类太阳模拟器光照面积较大，因为是短时间脉冲闪光，所以被测物温升可忽略不计。

目前脉冲太阳模拟器的发光光源通常采用大功率脉冲氙灯，实际应用中，由于大功率脉冲氙灯工作在高电压、大电流状态下，常规的电容和电容组储能放电工作模式的工作脉冲宽度通常小于40ms，如果工作脉冲宽度要求大于40ms(如100ms--200ms)且要求恒光的情况下，常规的控制电路就难以实现了。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种超长脉宽的大功率脉冲氙灯恒光控制电路，能够方便地得到超长脉宽、光强恒定的光功率输出。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种超长脉宽的大功率脉冲氙灯恒光控制电路，其特征在于：它包括：

直流充放电电源，用于给储能电容组充电和放电，包括接地端、充电端和放电端；

储能电容组，包括N个储能电容，每个储能电容的正极通过充电二极管与直流充放电电源的充电端连接，每个储能电容的正极还通过放电二极管与直流充放电电源的放电端连接，每个储能电容的负极与直流充放电电源的接地端连接并接地；

时序脉冲发生器，包括公共端和脉冲输出端；

脉冲开关组，包括N个开关元件，N个开关元件的正极依次与N个所述储能电容的正极连接，开关元件的负极与时序脉冲发生器的公共端连接，开关元件的控制端与时序脉冲发生器的脉冲输出端连接；开关元件的负极与氙灯正极相连接；

光强反馈控制回路，通过光电传感器将氙灯的光能转换为电压与基准电压相比较，再通过功率调整器控制氙灯的发光功率；

电源，为直流充放电电源、时序脉冲发生器和光强反馈控制回路提供电源；

所述N为大于等于2的自然数。

按上述方案，它还包括缓冲电容，缓冲电容的正极通过放电二极管与所述直流充放电电源的放电端连接，缓冲电容的负极接地；所述开关元件的负极与氙灯正极之间串联一个缓冲电阻和一个限流电阻；同时缓冲电容的正极还与缓冲电阻与限流电阻之间的节点连接。

按上述方案，所述的直流充放电电源包括充电电路、放电电路和充放电控制电路；充放电控制电路设定充电电压阀值V1和放电电压阀值V2，并将所述储能电容的电压分别与充电电压阀值V1和放电电压阀值V2比较以控制充电电路和放电电路的开启和关闭。

按上述方案，所述的充电电路上串联一个固态继电器SSR，充放电控制电路的充电控制端与固态继电器SSR的控制端连接；

所述的放电电路包括放电控制管、放电开关和限流电阻，所述储能电容、放电二极管、限流电阻、放电开关和接地端构成放电回路，放电开关由放电控制管控制，放电控制管由充放电控制电路的放电控制端控制；

所述的充放电控制电路包括取样电路、分压电路、充放电禁止端子、第一比较器和第二比较器；取样电路对所述储能电容的电压进行取样，分压电路输出充电电压阀值V1和放电电压阀值V2，充放电禁止端子输入氙灯亮灭信息；第一比较器输入端输入放电电压阀值V2、储能电容电压和氙灯亮灭信息，输出端为放电控制端；第二比较器输入端输入充电电压阀值V1、储能电容电压和氙灯亮灭信息，输出端为充电控制端。

本发明的工作状态分为充电准备期、放电调整期和氙灯工作期三个阶段：在充电准备期内，直流充放电电源的充电端通过相应的充电二极管分别对各个储能电容进行充电，直至各储能电容的端电压达到直流充放电电源设定的充电电压阀值后停止充电；在放电调整期内，如果储能电容的端电压达到直流充放电电源放电阀值，储能电容可以通过直流充放电电源的放电端进行放电；在上述充电准备期和放电调整期间内，通过不断的充电和放电调整过程，使得各个储能电容的端电压保持在直流充放电电源所设定的电压区间内；在氙灯被触发开始工作后，时序脉冲发生器的每个脉冲输出端按顺序依次输出控制脉冲，分别依次开启与之相连接的各个开关元件，使相应的储能电容依次向氙灯放电，每个储能电容只是在一个相对较短的时段内对氙灯进行放电，各个储能电容的放电时间累加从而达到所需要的超长工作脉冲宽度。

本发明的有益效果为：