[发明专利]微波等离子体光源及其实现方法

说明书

本发明涉及一种微波等离子体光源，包括：可编程频率源：用于生成RF信号并输入到微波幅度/相位调整装置，连接于所述的微波幅度/相位调整装置；微波幅度/相位调整装置：用于链路中射频信号的幅度和相位调整，连接射频功率放大器；射频功率放大器：用于系统中射频信号放大，连接发光单元及嵌入式控制单元；发光单元：包括灯珠和谐振腔体，连接嵌入式控制单元。该微波等离子体光源可广泛应用于不同的应用场景，光源系统功率大、效率高、稳定可靠、寿命长。

技术领域

本发明涉及一种离子体光源领域，尤其涉及一种微波等离子体光源及其实现方法。

背景技术

等离子体是物质继固态、液态和气态之后的第四态物质；等离子体是一种高温、可导电、电离了的气体。太阳及其他恒星均为等离子体光源；所以,等离子体光源是现存的最古老的照明形态，其基本原理为等离子体在高温和具有高能时从基本粒子中激发出的光辐射。

等离子体光源具有很高的显色指数，光色好，光效高；具有广泛的应用前景，和半导体光源LED一起被誉为第四代光源。近年来，业界利用微波感生等离子体(MIP---Microwave induce plasma)技术进行光源的研究并涌现出了一些产品和应用；但是，相关的产品存在结构复杂、成本高、运行不稳定等问题。

发明内容

有鉴于此，有必要针对上述几个问题，提供一种微波等离子体光源及其实现方法，可广泛应用于不同的应用场景。

本发明一方面提供一种微波等离子体光源，包括：

可编程频率源：用于生成RF信号并输入到微波幅度/相位调整装置，连接于所述的微波幅度/相位调整装置；

微波幅度/相位调整装置：用于链路中射频信号的幅度和相位调整，连接射频功率放大器；

射频功率放大器：用于系统中射频信号放大，连接发光单元及嵌入式控制单元；

发光单元：包括灯珠和谐振腔体，连接嵌入式控制单元；

嵌入式控制单元（MCU）：通过检测电源、射频功率放大器单元中的相关物理量，根据一定的算法自适应的调整可编程频率源、幅度/相位调整单元的频率及幅度和相位参量使光源系统快速起辉、并能稳定运行，同时能检测系统故障并实施保护，分别控制链接可编程频率源、微波幅度/相位调整装置及射频功率放大器；及用于供电的电源，电源分别与所述的射频功率放大器和所述的嵌入式控制单元连接。

本发明另一方面提供一种微波等离子体光源的实现方法，包括以下步骤：

S1，开启电源后初始化，系统进行自检，进行频率（F）、幅度（A）、相位（Φ）初始数值的设定；

S2，嵌入式控制单元通过检测来自链路中的驻波和工作电流并在一定的频率范围内进行变化以达到使驻波和工作电流最优，确定在该信号状态下的工作频率；

S3，控制微波幅度/相位调整装置的幅度并使输入到发光单元的RF功率逐步增加到额定输出功率，发光单元应启辉并点亮，当驻波、工作电流及工作频率为最优时，进行工作温度的检测，如果驻波、工作电流及工作频率非最优时，重复S2；

S4，当工作温度正常时进行其他标准模块调用，如果温度非正常，跳转至S2。

有益效果：

所述的等离子体光源具有广谱丰富、光色和显色特性优越；亮度和功率等参数可在一定范围内平滑无极调整；选用固态微波功率放大器实现RF大功率信号的产生和放大，无源谐振腔聚能；发光单元具有无极和点光源的特点；因此，光源系统功率大、效率高、稳定可靠、寿命长。

附图说明

图1 微波等离子光源系统；

图2 矩形谐振腔工作机理；