[实用新型]便携式光谱仪用脉冲氙灯电源及光强检测电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种便携式光谱仪用脉冲氙灯电源及光强检测电路，具体地说是一种通过反激式升压原理，将充电电容充到300V，通过控制IGBT的通断达到控制脉冲氙灯放电电路，脉冲氙灯闪光光强通过滤光片衰减后经光强检测电路采集，可用于对设计的电源和所应用的脉冲氙灯性能检测。

背景技术

现有的便携式光谱仪光源一般为氘灯、钨灯、碘钨灯、氢灯等，波长范围窄，测量不同物质需要换用不同类型灯，使用前需要预热，因此应用中多有不便。

为了提高光谱仪用光源的通用性，简化应用操作，必须研究与设计新型灯源和相应配套的驱动电源。由于脉冲氙灯波长范围宽，发光能量大，脉冲闪光效率高等一系列优点，成为新型光谱仪用灯源的最佳选择，因此设计一种便携式光谱仪用脉冲氙灯电源具有重要意义与实用价值。但设计便携式光谱仪用脉冲氙灯电源，需要解决以下几个技术要求：一是储能电容充电速度快；二是电源输出电压稳定性好；三是脉冲氙灯闪光频率和脉宽可控。

发明内容

本实用新型的目的为了解决现有技术中光谱仪用光源不能通用给光谱仪带来的不便，而提供了一种结构简单、充电速度快、性能稳定，能够驱动小功率脉冲氙灯闪光，并能控制闪光频率和脉宽，适用于便携式光谱仪用脉冲氙灯的电源及光强检测电路，且光强检测电路可以同步采集脉冲氙灯闪光光强信息，用于分析设计的电源电路的性能。

本实用新型为了实现上述目的，所采用的技术方案为：提供一种便携式光谱仪用脉冲氙灯电源及光强检测电路，包括单片机控制电路、反激式升压电路、脉冲氙灯触发电路、脉冲氙灯放电电路、光强检测电路,所述的单片机控制电路分别与反激式升压电路、脉冲氙灯触发电路连接，反激式升压电路、脉冲氙灯触发电路分别与脉冲氙灯放电电路连接，脉冲氙灯放电电路与光强检测电路连接，光强检测电路与单片机控制电路连接；所述的单片机控制电路用于控制PWM控制电路及控制ADC模数转换电路。

所述的单片机控制电路采用STM32芯片，STM32芯片内置PWM控制电路、ADC模数转换电路和UART串口，PWM控制电路用于控制单片机输出PWM波的频率和占空比，ADC模数转换电路用于采集电压信号实现光强的检测，UART串口用于与上位机进行通信。

本实用新型的便携式光谱仪用脉冲氙灯电源及光强检测电路，升压电路将12V电压升高到300V并将能量存储在充电电容C6里，电容充电控制电路U1采用LT3751-UFD芯片，通过控制脉冲氙灯放电回路中的IGBT的通断，实现脉冲氙灯的闪光放电，脉冲氙灯的闪光光强通过滤光片衰减后被光强检测电路同步采集，实现对设计的电源性能的分析。

所述的光强检测电路采用高速光电二极管D9，经运放U3作信号变换后被单片机内部最高采样频率1MHz的ADC电路采集，经串口将数据传送到上位机保存，用于对电源电路和脉冲氙灯闪光性能的分析。为保证采集信号的完整性，脉冲氙灯闪光触发与ADC信号采集采用同步触发的方式实现。

本实用新型的光谱仪用脉冲氙灯电源及光强检测电路与现有技术相比有以下优点：

1、本实用新型的电路原理简单，体积小，成本低。本实用新型中升压电路采用反激式升压电路，具有体积小、工作电路外围器件少，结构简单，适合于小功率电容充电电路。所用的高频变压器参数根据LT3751-UFD芯片工作方式、所用电容、脉冲氙灯闪光频率等共同确定，可根据需要简单地调节外部电阻和高频变压器的匝数比就可以实现输出电压的调节。

2、本实用新型的电路脉冲氙灯闪光频率和脉宽可控。应用STM32单片机输出可控占空比的PWM波控制IGBT的通断，实现控制脉冲氙灯放电回路，应用STM32单片机编程灵活，控制简单，可同时控制脉冲氙灯的闪光频率和闪光脉宽。

3、本实用新型的电路使用时脉冲氙灯不需预热，即开即用。所述的脉冲氙灯采用外部触发方式，闪光前应用特斯拉线圈瞬间产生8KV左右的高压，8KV高压加在脉冲氙灯触发丝上脉冲氙灯被电离，阴阳两极在300V的作用下就放电闪光。

4、本实用新型的电路采用脉冲氙灯作为便携式光谱仪用光源，光强大，脉冲式闪光比连续光源效率高。

5、本实用新型的电路电路性能稳定、充电速度快、输出电压稳定性好。

附图说明

图1为本实用新型便携式光谱仪用脉冲氙灯电源及光强检测电路的结构框图。

图2为本实用新型提供的反激式升压电路图。

图3为本实用新型提供的脉冲氙灯触发及放电电路图。

图4为本实用新型提供的光强检测电路图。

具体实施方式