[发明专利]一种紫外灯电源

说明书

本发明涉及电源技术领域，具体为一种紫外灯电源，其电路结构简单，能够灵活调节脉冲输出频率和单次充电电压，电源功率易于扩展，其包括主电路、启辉电路、控制电路和检测电路，主电路包括主电压输入单元和电容充放电单元，启辉电路包括启辉电压输入单元、启辉单元、PWM控制器和脉冲氙灯，检测电路包括电流检测单元和电压检测单元，控制电路包括MCU单元，主电路、启辉电路和检测电路均连接MCU单元，主电压输入单元对主电容进行充电以提供放电电压，启辉电压输入单元提供给启辉电路启辉电压来控制脉冲氙灯启辉和通过PWM控制器提供预燃电流实现脉冲氙灯的预电离状态，电压检测单元检测主电容的电压，电流检测单元检测脉冲氙灯的电流。

技术领域

本发明涉及电源技术领域，具体为一种紫外灯电源。

背景技术

紫外线英文为Ultraviolet，简称UV，紫外线灯管是利用紫外线的特殊作用制成的灯管，广泛用于污水处理、杀菌消毒、印刷固化、粘接等领域。强紫外线灯管由高品质的纯石英管材料制成，纯石英材料每毫米厚度的紫外线透过率约为87％，远高于其他材料。紫外杀菌的原理是通过辐射导致某些光敏分子诱发自由基和造成脂质过氧化反应等方式而损害有机体，对微生物作用时，构成生命体基本成分的核酸受紫外辐射达一定剂量时发生变异，引起微生物体内蛋白质和酶和合成障碍，导致微生物失去繁殖能力或死亡。紫外线杀菌快速，没有化学反应，不会造成二次污染，在海洋船舶压载水处理系统中有广泛应用。传统连续型紫外电源驱动的灯管多为汞灯。连续型紫外电源的不足是紫外辐射成分低，启动停止过程需要数分钟的预热状态，灯管电极材料持续挥发导致工作效率降低。另外一种紫外灯管是氙灯，氙灯最初用于摄影领域，现已扩展到液体固化和杀菌领域。氙灯里面的氙是气体，因此它既可作连续光源，也可作脉冲光源。连续发光时紫外输出低而红外区较高；脉冲方式发光时，因为气体压力增高和等离子区温度上升使紫外输出成分显著提高。用于船舶压载水杀菌处理的氙灯是脉冲式。脉冲氙灯优点是：(1)激发电位和电离电位相差小；(2)紫外频段所占比例大于30％，而传统汞灯的紫外频段仅10％左右。 (3)光、电参数一致性好，工作状态受外界影响小；(4)一经点燃，几乎瞬时达到稳定的光输出，灯灭之后可以瞬时再点燃。

在紫外线杀菌的过程中，光化学反应占据了主导地位。紫外线杀菌近似一级光化学反应，表示为：

式中：

N----微生物活体的浓度(个/L)；

t----灭菌照射时间，s；

I----平均紫外线辐射强度，μW/cm²

k----一级反应速率常数，cm²/W.s

从上式看出，灭菌效果和辐射强度I成正比，脉冲氙灯在放电期间，较大的电压和电流，实时辐射强度较高。耗费相同的电能，脉冲氙灯杀菌效果比连续汞灯高30％。

在日常生活中，普通的家庭电炉需要调节功率、电扇需要调节速度、白炽灯需要调节亮度。脉冲氙灯也不例外，需要根据应用环境的不同对调节紫外线灯管的辐射强度进行调节，而脉冲氙灯辐射强度(功率)的调节一般是通过调节为紫外线灯管供电频率实现的，这就要求为紫外线灯管供电的电源必须是输出可调。传统脉冲电源体积较大，电路结构复杂，频率调节的分辨率低，且不易扩展。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种紫外灯电源，其电路结构简单，能够灵活调节脉冲输出频率和单次充电电压，电源功率易于扩 展。