氙灯预燃高压特性分析.doc

1氙灯预燃高压特性分析预燃电路，现在大多数采用脉冲点燃或者高压点燃的方式，而不同氙灯对预燃电压的要求不同，点燃所需要的方式也不同，因此这里使用 HV-20KV 的高精度可调高压稳压电源对几款氙灯预电离特性进行测试，然后分析预燃电路HV-20KV 的高精度可调高压稳压电源电压调节范围是 0-20kV，这一个量程正好覆盖氙灯的电离电压范围，输出电压和电流可以通过数字显示表读出首先测试一款氙灯：这是一只脉冲氙灯，在氙灯的玻璃外壁上紧密缠绕焊锡丝，模仿正常工作时候的通水情况如图 1 所示图 1 经过处理后的氙灯然后使用 HV-20KV 的高精度可调高压稳压电源的高压正极和高压负极与氙灯的电极连接，连接实物图如图 2 所示图 2 HV-20KV 和脉冲氙灯进行连接实物图将 220V 电源和 HV-20KV 连接，将输出高压调节到 0V，然后慢慢提高电压，直到氙灯产生等离子线，此时便获得氙灯的预燃高压特性电压调节旋钮电压、电流切换显示表高压负极高压正极2电压从零开始调节，逐渐升高；图 3 电压从零开始调节HV-20KV 电源的电压表头显示 001，表示 10V 电压；图 4 电压升高到 2040V3HV-20KV 电源的电压表头显示 204，表示 2040V 电压；图 5 电压升高到 4060VHV-20KV 电源的电压表头显示 406，表示 4060V 电压；图 6 电压升高到 6060V4HV-20KV 电源的电压表头显示 606，表示 6060V 电压；图 7 电压升高到 8020VHV-20KV 电源的电压表头显示 802，表示 8020V 电压；图 7 电压升高到 10020V5HV-20KV 电源的电压表头显示 1002，表示 10020V 电压；图 8 电压升高到 12190VHV-20KV 电源的电压表头显示 1219，表示 12190V 电压；测试氙灯被高压电离，形成电离通道。

6图 9 电压被钳制到 2960VHV-20KV 电源把氙灯被电离后，无法再提供足够的电流扩大形成电离通道，为了保护电压，电压主动下降至 2960V，但是任然可以看到，高压电离通道仍然存在，可见电流通道一旦击穿，就可以获得很好保存，即使是在高压降低很大的情况下，任然可维持图 10 电离后的氙灯电离后的氙灯，电离通道不稳定，图 10 中的 4 个画面能看出有 4 个不同的导电通道，这个也能说明氙灯预燃的过程极其复杂使用 HV-20KV 电源测试完毕氙灯的高压特性后，我们再看一种预燃电路图12中所示的DC-DC转换电路为半桥式LC串联谐振式逆变电路，L1为谐振电感，C3为谐振电容，这种逆变电路输出波形近似为正弦波，更具谐振电路的恒流性质，当控制电路控制半桥开关管，工作变换频率在40 kHz时，谐振网络具有恒流性质 D123780FRT5:-CMK/VH+GNjJQXfLuIa.kvedbc7图12 某一种预燃电路原理图上图中变压器高压绕在输出正弦波电压经3倍压电路整流后，获得10kV左右大小的高压，通过R4 和R3 和氙灯连接这是一个典型的高压点燃气体灯的方式，对于某种高压难点燃的氙灯，10kV 显得不适用，需要将高压调节到 13kV，然后才能顺利点燃氙灯。

这个问题我在指导某个美容机厂家的时候，就遇到过，同一个预燃电源，一个厂家的灯好用，另外一个厂家的灯不好用，就是这个问题其实，作者认为，氙灯和氪灯的生产厂家应该对每个灯的电离电压在出厂前进行检测，这样才能够保证用户在使用的过程中顺利使用由于氙灯的制作工艺复杂，影响氙灯电离电压的因素非常的多，即使是相同长度、相同直径的灯，也存在不同的电离电压，比如 200mm 长，6mm 直径的灯，一支灯的气体电离电压为 4.0kV，而另一支灯的气体电离电压在 12.0kV，两只灯的差距非常大这一结果，导致氙灯和氪灯的用户，包括美容机厂家、灯泵激光器厂家、脉冲灯工作的厂家，在使用灯时，无法对灯成功预燃究竟是谁的问题，是电源的问题，还是氙灯的问题？如果通过氙灯和氪灯气体电离电压测试仪来测试一下灯，那么问题就变得非常简单了在实践中，使用 HV-20KV 电源 协助生产，会大大调高氙灯供应商和使用商的合作度，提高工厂产品效率，下面举 4 个例子说明问题举例 1：如果某一电源厂家生产的预燃电压为 8000V，某一氙灯厂家生产的氙灯电离电压未知，这个氙灯电压可能是：6000V，6500V，7000V，7500V，8000V ，8500V ，9000V，9500V，10000V；由于灯的不稳定性，会导致有些氙灯好使，有些氙灯不好使。

当然我们有提高预燃电压的权利，如果我们把预燃电压提高到 10000V，那么这一批灯的所有氙灯都可以点燃了；但是预燃电压越高，对氙灯的封灯工艺要求越高，增大业余工人换灯的难度，还会导致系统工作的稳定性降低，增大设备的返厂维修率举例 2：如果美容机厂家，为了提高生产设备的可靠性，将购买的电源预燃电压设定为5000V，在向氙灯厂家购买氙灯时，对氙灯厂家要求所有灯的电离电压低于 5000V，所有的氙灯在出厂时必须进行测试，保证氙灯的点火一致性经过这样的处理，就会提高美容机生产厂商的生产效率，使得氙灯生产厂家也不必为美容机生产厂家的氙灯不匹配问题而烦心了举例 3：氙灯生产厂家，对每一只氙灯出厂前进行测试，保证灯的质量，赢得客户信任研发新产品时，测试氙灯电离电压，自己就能测试产品的性能，不必通过客户的测试才能知道结构，更有利于研发进度和客户合作举例 4：美容机生产厂家，使用高压测试仪器，对封装好的氙灯进行测试，很容易测试氙灯的电离电压，测试灌封工艺中，容易被高压击穿的部位8图 13 封装好的氙灯腔体测试综上，是作者个人对氙灯氪灯等应用中存在的问题提出的一些个人看法，有不到之处，还望指点！容易查出封装工艺中的隐患点。