一種用于檢測(cè)紫外線的升壓電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種能降低紫外線敏感氣體放電管的供電能耗，從而能減少檢測(cè)系統(tǒng)能耗的用于檢測(cè)紫外線的升壓電路，由5V直流電源供電，包括單片機(jī)、電阻R1、開(kāi)關(guān)管Q1、快恢復(fù)二極管D1、脈沖變壓器T1、整流二極管D2、儲(chǔ)能電容C1及紫外線傳感器DS1。電阻R1處于單片機(jī)的輸出端及開(kāi)關(guān)管Q1的柵極之間，開(kāi)關(guān)管Q1的漏極分別與快恢復(fù)二極管D1的正極及脈沖變壓器T1的原邊繞組的一端連接，快恢復(fù)二極管D1的負(fù)極與供電電源及脈沖變壓器T1的原邊繞組的另一端連接，脈沖變壓器T1的次邊繞組的一端與整流二極管D2的正極連接，整流二極管D2的負(fù)極分別連接儲(chǔ)能電容C1的一端及紫外線傳感器DS1的陽(yáng)極。
【專利說(shuō)明】—種用于檢測(cè)紫外線的升壓電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)紫外線的升壓電路。

【背景技術(shù)】
[0002]陽(yáng)光中包含的紫外線的波長(zhǎng)范圍在280納米?400納米，通常把紫外線按波長(zhǎng)劃分為:UVA (長(zhǎng)波紫外線):400?320納米，UVB (中波紫外線):320?280納米，UVC (短波紫外線):280?200納米。能透過(guò)臭氧保護(hù)層和云層到達(dá)地球表面的太陽(yáng)光線中的紫外線大量處于波長(zhǎng)315納米以上，在200?280納米的紫外線接近于O。通常把280納米以下波長(zhǎng)的區(qū)間統(tǒng)稱為太陽(yáng)盲區(qū)，簡(jiǎn)稱日盲。
[0003]利用紫外線傳感器可以進(jìn)行火焰檢測(cè)，放電檢測(cè)，燃燒監(jiān)視，因?yàn)檫@些過(guò)程都伴隨有短波紫外線產(chǎn)生。常用的紫外線敏感傳感器包括紫外線光電倍增管、紫外線光電二極管和紫外線敏感氣體放電管。
[0004]紫外線敏感氣體放電管的工作原理是基于金屬的光電發(fā)射效應(yīng)和湯生放電繁流理論。當(dāng)紫外線敏感氣體放電管處在規(guī)定的偏置電壓下，如果受到紫外線的照射會(huì)產(chǎn)生一次放電。
[0005]為使用紫外線敏感氣體放電管作為日盲型紫外線的檢測(cè)傳感器，必須提供足夠高的工作電壓來(lái)偏置紫外線敏感氣體放電管。常見(jiàn)的紫外線敏感氣體放電管的偏置電壓在350V?400伏?，F(xiàn)有的紫外線檢測(cè)系統(tǒng)存在以下缺陷:
[0006](I)因?yàn)槭褂米贤饩€敏感氣體放電管，所以往往需要交流電源作為必需的工作電源，這使得系統(tǒng)不具有便攜性，安裝也不容易；
[0007](2)雖然實(shí)現(xiàn)了只使用低壓直流電供電，但是驅(qū)動(dòng)紫外線敏感氣體放電管的脈沖高電壓維持時(shí)間長(zhǎng)，不利于降低系統(tǒng)整體能耗；
[0008](3)由于紫外線敏感氣體放電管的物理特性，一般不考慮延長(zhǎng)紫外線敏感氣體放電管的使用壽命。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種用于檢測(cè)紫外線的升壓電路，它既能偏置紫外線敏感氣體放電管，又能降低紫外線敏感氣體放電管的供電能耗，從而能減少檢測(cè)系統(tǒng)能耗。
[0010]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的一種技術(shù)方案是:一種用于檢測(cè)紫外線的升壓電路，由5V直流電源供電，包括單片機(jī)、電阻RU開(kāi)關(guān)管Q1、快恢復(fù)二極管D1、脈沖變壓器Tl、整流二極管D2、儲(chǔ)能電容Cl、取樣電阻R2、濾波電容C2及紫外線傳感器DS1，所述電阻Rl位于單片機(jī)的輸出I/O 口及開(kāi)關(guān)管Ql的柵極之間，所述開(kāi)關(guān)管Ql的源極接地，所述開(kāi)關(guān)管Ql的漏極分別與所述快恢復(fù)二極管Dl的正極及所述脈沖變壓器Tl的原邊繞組的一端連接，所述快恢復(fù)二極管Dl的負(fù)極與供電電源及脈沖變壓器Tl的原邊繞組的另一端連接，所述脈沖變壓器Tl的次邊繞組的一端與所述整流二極管D2的正極連接，所述脈沖變壓器Tl的次邊繞組的另一端接地，所述整流二極管D2的負(fù)極分別連接所述儲(chǔ)能電容Cl的一端及所述紫外線傳感器DSl的陽(yáng)極，所述儲(chǔ)能電容Cl的另一端接地，所述取樣電阻R2的兩端分別與所述紫外線傳感器DSl的陰極連接和接地；所述濾波電容C2與所述取樣電阻R2并聯(lián)；所述儲(chǔ)能電容Cl的容量為27pF?10pF ；
[0011]由所述單片機(jī)產(chǎn)生PWM脈沖電壓信號(hào)的頻率小于等于50Hz，該脈沖電壓經(jīng)過(guò)電阻Rl激勵(lì)開(kāi)關(guān)管Ql的柵極，使開(kāi)關(guān)管Ql導(dǎo)通，所述供電電壓5V被施加到所述脈沖變壓器Tl的原邊繞組上，通過(guò)脈沖變壓器Tl的次邊繞組的輸出，從而將5V直流電壓轉(zhuǎn)換成幅值為350V?400V的高電平尖脈沖電壓，該高電平尖脈沖電壓周期性地向所述儲(chǔ)能電容Cl充電并施加到所述紫外線傳感器DS I上；當(dāng)存在紫外線照射，則在所述取樣電阻R2上產(chǎn)生瞬時(shí)電流。
[0012]上述的用于檢測(cè)紫外線的升壓電路，其中，所述單片機(jī)產(chǎn)生的PWM脈沖電壓信號(hào)的高電平的維持時(shí)間為1us?500us，低電平的維持時(shí)間大于20ms。
[0013]上述的用于檢測(cè)紫外線的升壓電路，其中，所述紫外線傳感器DSl為紫外線敏感氣體放電管。
[0014]本發(fā)明的用于檢測(cè)紫外線的升壓電路，通過(guò)設(shè)置單片機(jī)的程序來(lái)控制所產(chǎn)生的PWM信號(hào)頻率小于等于50Hz，利用PWM波形作為輸入激勵(lì)信號(hào)，以控制開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間和頻率，還通過(guò)設(shè)置脈沖變壓器的原邊繞組和次邊繞組的參數(shù)，使輸出的尖脈沖電壓的高電平的幅值和維持時(shí)間既能偏置紫外線敏感氣體放電管，使它能檢測(cè)紫外線，又能降低紫外線敏感氣體放電管的供電能耗，從而能減少檢測(cè)系統(tǒng)能耗。另外通過(guò)設(shè)置儲(chǔ)能電容的容值，既能實(shí)現(xiàn)紫外線敏感氣體放電管的滅弧功能，還能通過(guò)減少紫外線敏感氣體放電管的陰極疲勞來(lái)延長(zhǎng)紫外線敏感氣體放電管的使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明的用于檢測(cè)紫外線的升壓電路的原理圖；
[0016]圖2是本發(fā)明的用于檢測(cè)紫外線的升壓電路中PWM脈沖電壓信號(hào)的時(shí)序圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0018]請(qǐng)參閱圖1和圖2，本發(fā)明的一種用于檢測(cè)紫外線的升壓電路，由5V直流電源供電，包括單片機(jī)、電阻RU開(kāi)關(guān)管Q1、快恢復(fù)二極管D1、脈沖變壓器Tl、整流二極管D2、儲(chǔ)能電容Cl、取樣電阻R2、濾波電容C2及紫外線傳感器DSl，其中:
[0019]紫外線傳感器DSl采用紫外線敏感氣體放電管，該紫外線敏感氣體放電管的頻率響應(yīng)范圍:185納米?260納米、工作電壓:400±25伏、平均放電電流:1mA ；
[0020]儲(chǔ)能電容Cl的容量為27pF?10pF ；
[0021]單片機(jī)產(chǎn)生的PWM脈沖電壓信號(hào)的頻率小于等于50Hz ；
[0022]電阻Rl位于單片機(jī)的輸出I/O端口及開(kāi)關(guān)管Ql的柵極之間，開(kāi)關(guān)管Ql的源極接地，開(kāi)關(guān)管Ql的漏極分別與快恢復(fù)二極管Dl的正極及脈沖變壓器Tl的原邊繞組的一端連接，快恢復(fù)二極管Dl的負(fù)極與供電電源及脈沖變壓器Tl的原邊繞組的另一端連接，脈沖變壓器Tl的次邊繞組的一端與整流二極管D2的正極連接，脈沖變壓器Tl的次邊繞組的另一端接地，整流二極管D2的負(fù)極分別連接儲(chǔ)能電容Cl的一端及紫外線傳感器DSl的陽(yáng)極，儲(chǔ)能電容Cl的另一端接地，取樣電阻R2的兩端分別與紫外線傳感器DSl的陰極連接和接地；濾波電容C2與取樣電阻R2并聯(lián)；儲(chǔ)能電容Cl的容量為27pF?10pF ;取樣R2 = 1kohm,濾波電容C2 = 1000P, Rl與選用的單片機(jī)和開(kāi)關(guān)管參數(shù)有關(guān)。
[0023]由單片機(jī)產(chǎn)生PWM脈沖電壓信號(hào)，該脈沖電壓信號(hào)的高電平的維持時(shí)間為1us?500us，低電平的維持時(shí)間大于20ms (見(jiàn)圖2)，該脈沖電壓經(jīng)過(guò)電阻Rl激勵(lì)開(kāi)關(guān)管Ql的柵極，使開(kāi)關(guān)管Ql導(dǎo)通，供電電壓5V被施加到脈沖變壓器Tl的原邊繞組上，通過(guò)脈沖變壓器Tl的次邊繞組的輸出，從而將5V直流電壓轉(zhuǎn)換成幅值為350V?400V的高電平尖脈沖電壓，該高電平尖脈沖電壓周期性地向儲(chǔ)能電容Cl充電并施加到紫外線傳感器DSl上；當(dāng)存在紫外線照射，則在取樣電阻R2上產(chǎn)生瞬時(shí)電流。
[0024]本發(fā)明的用于檢測(cè)紫外線的升壓電路，通過(guò)設(shè)置單片機(jī)的程序來(lái)控制所產(chǎn)生的PWM脈沖電壓信號(hào)頻率小于等于50Hz，即PWM脈沖電壓信號(hào)的高電平的維持時(shí)間為1us?500us，低電平的維持時(shí)間大于20ms (見(jiàn)圖2)，并用PWM脈沖電壓信號(hào)來(lái)控制開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間和頻率，還通過(guò)設(shè)置脈沖變壓器Tl的原邊繞組和次邊繞組的參數(shù)，使輸出的尖脈沖電壓的高電平的幅值和維持時(shí)間既能偏置紫外線敏感氣體放電管，使它能檢測(cè)紫外線，又能降低紫外線敏感氣體放電管的供電能耗，從而能減少檢測(cè)系統(tǒng)能耗，另外通過(guò)設(shè)置儲(chǔ)能電容Cl的容值，既能實(shí)現(xiàn)紫外線敏感氣體放電管的滅弧功能，還能通過(guò)減少紫外線敏感氣體放電管的陰極疲勞來(lái)延長(zhǎng)紫外線敏感氣體放電管的使用壽命。
[0025]本發(fā)明的用于檢測(cè)紫外線的升壓電路，由于對(duì)儲(chǔ)能電容Cl的容值進(jìn)行了控制，就控制了紫外線敏感氣體放電管放電的大小，而放電的大小決定了離子產(chǎn)生的數(shù)量，離子的數(shù)量正比于紫外線敏感氣體放電管的陰極疲勞程度，陰極疲勞程度又正比于紫外線敏感氣體放電管的使用壽命。因此通過(guò)控制儲(chǔ)能電容Cl的容值，可以延長(zhǎng)紫外線敏感氣體放電管的使用壽命。
[0026]以上實(shí)施例僅供說(shuō)明本發(fā)明之用，而非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變型，因此所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)該屬于本發(fā)明的范疇，應(yīng)由各權(quán)利要求所限定。
【權(quán)利要求】
1.一種用于檢測(cè)紫外線的升壓電路，由5V直流電源供電，包括單片機(jī)、電阻R1、開(kāi)關(guān)管Q1、快恢復(fù)二極管D1、脈沖變壓器Tl、整流二極管D2、儲(chǔ)能電容Cl、取樣電阻R2、濾波電容C2及紫外線傳感器DS1，其特征在于，所述電阻Rl位于單片機(jī)的輸出端及開(kāi)關(guān)管Ql的柵極之間，所述開(kāi)關(guān)管Ql的源極接地，所述開(kāi)關(guān)管Ql的漏極分別與所述快恢復(fù)二極管Dl的正極及所述脈沖變壓器Tl的原邊繞組的一端連接，所述快恢復(fù)二極管Dl的負(fù)極與供電電源及脈沖變壓器Tl的原邊繞組的另一端連接，所述脈沖變壓器Tl的次邊繞組的一端與所述整流二極管D2的正極連接，所述脈沖變壓器Tl的次邊繞組的另一端接地，所述整流二極管D2的負(fù)極分別連接所述儲(chǔ)能電容Cl的一端及所述紫外線傳感器DSl的陽(yáng)極，所述儲(chǔ)能電容Cl的另一端接地，所述取樣電阻R2的兩端分別與所述紫外線傳感器DSl的陰極連接和接地；所述濾波電容C2與所述取樣電阻R2并聯(lián)；所述儲(chǔ)能電容Cl的容量為27pF?10pF ； 由所述單片機(jī)產(chǎn)生的PWM脈沖電壓信號(hào)的頻率小于等于50Hz，該脈沖電壓經(jīng)過(guò)電阻Rl激勵(lì)開(kāi)關(guān)管Ql的柵極，使開(kāi)關(guān)管Ql導(dǎo)通，所述供電電壓5V被施加到所述脈沖變壓器Tl的原邊繞組上，通過(guò)脈沖變壓器Tl的次邊繞組的輸出，從而將5V直流電壓轉(zhuǎn)換成幅值為350V?400V的高電平尖脈沖電壓，該高電平尖脈沖電壓周期性地向所述儲(chǔ)能電容Cl充電并施加到所述紫外線傳感器DSl上；當(dāng)存在紫外線照射，則在所述取樣電阻R2上產(chǎn)生瞬時(shí)電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于檢測(cè)紫外線的升壓電路，其特征在于，所述單片機(jī)產(chǎn)生的PWM脈沖電壓信號(hào)的高電平的維持時(shí)間為1us?500us，低電平的維持時(shí)間大于20ms。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于檢測(cè)紫外線的升壓電路，其特征在于，所述紫外線傳感器DSl為紫外線敏感氣體放電管。
【文檔編號(hào)】H02M9/04GK104377984SQ201410658429
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月18日
【發(fā)明者】何民望, 汪潮, 沈維 申請(qǐng)人:上海疊泉信息科技有限公司