氘燈用電源電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種氘燈用電源電路，其能夠在向正電極和負電極之間施加電壓以使氘燈點亮的情況下，防止向開關(guān)施加高的開關(guān)對地電壓。所述氘燈用電源電路包括：電容器，用于向所述正電極和所述負電極之間施加電壓，其中所述電容器的一個端子連接至所述正電極；電源，其安裝在所述電容器和所述負電極之間，用于對所述電容器進行充電；以及兩端子開關(guān)，其與所述電源并聯(lián)連接。
【專利說明】m燈用電源電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于使配備有輔助電極的氘燈點亮的氘燈用電源電路。
【背景技術(shù)】
[0002](諸如液相色譜儀等的)分析器中所使用的分光光度計僅提取從光源發(fā)出的光中的期望波長成分的分光，利用所提取的光照射試樣成分，檢測透過光，并由此測量吸光度。作為光源，使用氘燈或鹵鎢燈等。氘燈主要發(fā)出紫外區(qū)域的光，而鹵鎢燈發(fā)出可見區(qū)域的光。
[0003]為了點亮氘燈，首先利用加熱器等對負電極加熱以發(fā)出熱電子。在這種狀態(tài)下，向正電極和負電極間施加電壓(觸發(fā)電壓)以開始存在于正電極和負電極之間的氘氣的放電(初始放電)。此外，在正施加觸發(fā)電壓期間初始放電成長的情況下，正電極和負電極之間的阻抗開始下降，從而觸發(fā)主放電。
[0004]在正電極和負電極之間連接有在負載阻抗為預(yù)定閾值水平以下的情況下進行工作的恒流電源。在作為主放電的結(jié)果而導(dǎo)致正電極和負電極之間的阻抗下降為該閾值的情況下，恒流電源工作以使預(yù)定電流流動，從而維持主放電并且使燈點亮(參見專利文獻I)。
[0005]圖3示出使氘燈點亮所使用的典型電源電路。電源電路20a大致分為加熱器電源
21、觸發(fā)電源22a和恒流電源23這三部分。加熱器電源21用于向負電極26供給電流并由此對負電極26加熱，而觸發(fā)電源22a用于產(chǎn)生初始放電。恒流電源23用于維持相對于初始放電的轉(zhuǎn)變之后的主放電。通常，氘燈24a的負電極26側(cè)的一端接地。
[0006]為了使氘燈24a點亮，首先從加熱器電源21 (可變電壓源)向負電極26(燈絲)供給電流，以對負電極(燈絲)26加熱并由此使燈絲26發(fā)出熱電子。在觸發(fā)電源22a中，將三端子開關(guān)S21設(shè)置到恒壓電源E21側(cè)，并且對電容器C21進行充電，直到其電壓變?yōu)榈扔诤銐弘娫碋21的電壓(通常約為400?600V)為止。
[0007]接著，將開關(guān)S21設(shè)置到氘燈24a的正電極25側(cè)并且經(jīng)由電阻器R21在正電極25和負電極26之間施加電容器C21的電壓。所施加的電壓產(chǎn)生初始放電，其中該初始放電進一步成長為主放電。作為主放電的結(jié)果，正電極25和負電極26之間的阻抗下降，從而使恒定電流(約300mA)從恒流電源23流動，由此維持主放電并且使燈點亮。
[0008]可利用包括機械開關(guān)(機械中繼器)和半導(dǎo)體開關(guān)等的各種開關(guān)，但在圖3所示的電路結(jié)構(gòu)中，由于向配置在正電極25和電容器C21之間的開關(guān)S21施加約為400?600V的高的開關(guān)對地電壓，因此難以使用半導(dǎo)體開關(guān)。在這種條件下，需要使用耐高壓性優(yōu)良的機械開關(guān)。
[0009]由于電極的損耗和氘氣的消耗而導(dǎo)致氘燈的放電特性隨時間的經(jīng)過而劣化。因此，即使在正電極和負電極之間施加恒定的觸發(fā)電壓，初始放電也無法以上述方式成長。
[0010]因而，為了確保放電將更加可靠地開始，已經(jīng)開發(fā)了在正電極和負電極之間配備有輔助電極的氘燈。在該氘燈中，輔助電極和負電極之間的距離被配置成短于正電極和負電極之間的距離。結(jié)果，在輔助電極和負電極之間施加電壓的情況下，相對較容易地產(chǎn)生初始放電，并且如果同時在正電極和負電極之間施加電壓，則輔助電極和負電極之間的初始放電將用作火種，以使得正電極和負電極之間的初始放電容易地成長為主放電。
[0011]圖4示出使配備有輔助電極的氘燈點亮所使用的典型電源電路。氘燈24b與圖3的氘燈的不同之處在于:氘燈24b配備有輔助電極27，還配備有在輔助電極27和負電極26之間施加電壓所使用的電容器C22、電阻器R22和開關(guān)S22。
[0012]為了使氘燈24b點亮，不僅預(yù)先經(jīng)由開關(guān)S22利用恒壓電源E21對電容器C21進行充電而且還對電容器C22進行充電。然后，通過將開關(guān)S21和S22同時設(shè)置到氘燈24b的正電極25側(cè)，經(jīng)由電阻器R22在輔助電極27和負電極26之間施加電容器C22的電壓，并且同時經(jīng)由電阻器R21在正電極25和負電極26之間施加電容器C21的電壓。結(jié)果，由于在輔助電極27和負電極26之間施加電壓而導(dǎo)致發(fā)生初始放電，并且由于同時在正電極25和負電極26之間施加電壓而導(dǎo)致該初始放電成長為主放電。這樣，使氘燈24b點亮。
[0013]如迄今為止所述，經(jīng)由電容器來施加氘燈開始放電所需的電壓。通過該電壓施加，電容器放電并且電容器電壓急劇下降。結(jié)果，在短的時間段內(nèi)施加了初始放電成長所需的電壓；一般電路結(jié)構(gòu)的放電的時間常數(shù)僅為幾μ sec?幾十μ sec。因此，使正電極和負電極之間的電壓施加的時刻與輔助電極和負電極之間的電壓施加的時刻一致很重要。
[0014]在圖4的電源電路的結(jié)構(gòu)中，為了使這兩個電壓的施加的時刻彼此一致，使兩個開關(guān)S21和S22彼此同步很重要。
[0015]【背景技術(shù)】文獻
[0016]專利文獻
[0017]專利文獻1:日本特開平9-210780
【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]發(fā)明要解決的問題
[0019]如前面所述，傳統(tǒng)的電源電路由于耐壓的限制而使用機械開關(guān)。然而，通過機械動作來進行開關(guān)的機械開關(guān)在切換時可能會產(chǎn)生振動(chatter)。因此，盡管初始放電開始、但電壓施加在產(chǎn)生主放電之前中斷并且氘燈無法點亮的情況并不少見。
[0020]此外，在配備有輔助電極的氘燈的情況下，在點亮氘燈時難以使兩個機械開關(guān)之間的切換(即，機械動作)同步，并且在正電極和負電極間的電壓施加與輔助電極和負電極間的電壓施加之間趨于存在時間間隔。此外，在電壓施加因振動而中斷的情況下，也變得難以使時刻一致，這就損壞了安裝輔助電極的優(yōu)點。
[0021]本發(fā)明是考慮到上述問題而作出的，并且本發(fā)明的目的是提供一種防止向開關(guān)施加高的開關(guān)對地電壓并且由此使得能夠從更廣泛的各種開關(guān)中選擇不會產(chǎn)生振動的開關(guān)的氘燈用電源電路。
[0022]此外，對于配備有輔助電極的氘燈，本發(fā)明提供一種除了解決上述問題以外、還能夠使正電極和負電極間的電壓施加與輔助電極和負電極間的電壓施加之間的時間間隔最小的電源電路。
[0023]用于解決問題的方案
[0024]為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種氘燈用電源電路，用于使配備有正電極和負電極的氘燈點亮，所述氘燈用電源電路包括:[0025]a)電容器，用于向所述正電極和所述負電極之間施加電壓，其中所述電容器的一個端子連接至所述正電極；
[0026]b)電源，其安裝在所述電容器和所述負電極之間，用于對所述電容器進行充電；以及
[0027]c)兩端子開關(guān)，其與所述電源并聯(lián)連接。
[0028]利用該結(jié)構(gòu)，開關(guān)配置在電容器和負電極之間(即，更接近接地端的位置)。這樣防止了向開關(guān)施加高的開關(guān)對地電壓并且由此能夠使用不會產(chǎn)生振動的半導(dǎo)體開關(guān)。此夕卜，由于開關(guān)僅需具有兩個端子，因此與使用三端子開關(guān)的傳統(tǒng)電路相比，可以簡化電路結(jié)構(gòu)。
[0029]所述氘燈用電源電路還可以包括:
[0030]d)電阻器，其配置在所述正電極和所述電容器之間；以及
[0031]e) 二極管，其陰極連接至所述電容器的所述電阻器側(cè)的端子、并且其陽極連接至所述負電極。
[0032]為了解決上述問題，本發(fā)明的另一方面提供一種氘燈用電源電路，用于使配備有正電極、負電極和輔助電極的氘燈點亮，所述氘燈用電源電路包括:
[0033]a)第一電容器，用于向所述正電極和所述負電極之間施加電壓，其中所述第一電容器的一個端子連接至所述正電極；
[0034]b)第二電容器，用于向所述輔助電極和所述負電極之間施加電壓，其中所述第二電容器的一個端子連接至所述輔助電極；
[0035]c)電源，其安裝在所述第一電容器和所述第二電容器與所述負電極之間，用于對所述第一電容器和所述第二電容器進行充電；以及
[0036]d)兩端子開關(guān)，其與所述電源并聯(lián)連接。
[0037]利用該結(jié)構(gòu)，可以通過簡單地操作單個開關(guān)以利用第一電容器向正電極和負電極間施加電壓并且利用第二電容器向輔助電極和負電極間施加電壓來使配備有輔助電極的氘燈點亮。
[0038]當(dāng)然，在該結(jié)構(gòu)中還可以使用半導(dǎo)體開關(guān)。
[0039]所述氘燈用電源電路還可以包括:
[0040]e)第一電阻器，其配置在所述正電極和所述第一電容器之間；
[0041]f)第二電阻器，其配置在所述輔助電極和所述第二電容器之間；
[0042]g)第一二極管，其陰極連接至所述第一電容器的所述第一電阻器側(cè)的端子、并且其陽極連接至所述負電極；以及
[0043]h)第二二極管，其陰極連接至所述第二電容器的所述第二電阻器側(cè)的端子、并且其陽極連接至所述負電極。
[0044]發(fā)明的效果
[0045]利用根據(jù)本發(fā)明的氘燈用電源電路，開關(guān)在耐壓性能方面的要求大幅緩和，從而使開關(guān)的選擇范圍變寬。例如，這樣使得可以使用半導(dǎo)體開關(guān)并且防止了使用傳統(tǒng)的機械開關(guān)的情況下在開關(guān)操作時將會發(fā)生的振動。
[0046]此外，在使配備有輔助電極的氘燈點亮?xí)r，除了上述效果以外，本發(fā)明還提供以下效果。由于僅使用單個開關(guān)，因此在正電極和負電極間的電壓施加與輔助電極和負電極間的電壓施加之間不存在時間間隔。因此，可以使初始放電成長為主放電，由此與傳統(tǒng)情況相比更加可靠地點亮氘燈。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0047]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的氘燈用電源電路的圖。
[0048]圖2是示出配備有輔助電極的氘燈所使用的根據(jù)本發(fā)明的氘燈用電源電路的圖。
[0049]圖3是示出傳統(tǒng)的氘燈用電源電路的示例的圖。
[0050]圖4是示出配備有輔助電極的氘燈所使用的傳統(tǒng)的氘燈用電源電路的示例的圖。
[0051]附圖標(biāo)記說明
[0052]10a, 10b, 20a, 20b...電源電路
[0053]11，21...加熱器電源
[0054]12a, 12b, 22a, 22b...觸發(fā)電源
[0055]13，23…恒流電源
[0056]14a, 14b, 24a, 24b...氘燈
[0057]15, 25...正電極
[0058]16,26….負電極
[0059]17, 27...輔助電極
[0060]S，S21, S22...開關(guān)
[0061]Ε1，Ε21...恒壓電源
【具體實施方式】
[0062]以下將參考附圖來詳細說明根據(jù)本發(fā)明的氘燈用電源電路。
[0063]第一實施例
[0064]圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的配備有正電極和負電極的氘燈所使用的電源電路IOa的主要部分的結(jié)構(gòu)圖。基本結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的電源電路20a的結(jié)構(gòu)(圖3)相同。電源電路IOa包括加熱器電源11、觸發(fā)電源12a和恒流電源13。加熱器電源11用于向負電極16供給電流，由此對負電極16加熱，而觸發(fā)電源12a用于產(chǎn)生初始放電。恒流電源13用于維持放電。
[0065]本發(fā)明的特征部分是觸發(fā)電源12a的結(jié)構(gòu)。觸發(fā)電源12a包括電阻器Rl和R3、電容器Cl、開關(guān)S、二極管Dl和恒壓電源E1。這里，El的正側(cè)端子接地。電容器Cl用于向正電極15和負電極16之間施加電壓。電阻器Rl用于補償氘燈14a的負性阻抗。電阻器R3用于防止從El向著Cl的浪涌電流，提供Cl的充電所用的時間常數(shù)，并且防止在開關(guān)S閉合的情況下El的兩端發(fā)生短路。陰極連接至Cl的Rl側(cè)端子且陽極連接至負電極16的二極管Dl用于使得能夠進行從El向著Cl的充電并且防止電流的逆流。開關(guān)S是用于在Cl的充電和放電之間進行切換的兩端子開關(guān)。
[0066]為了使燈點亮，首先，從加熱器電源11向負電極16供給電流。同時，在開關(guān)S斷開的狀態(tài)下，觸發(fā)電源12a經(jīng)由Dl對Cl進行充電，直到Cl兩端的電位差變得等于El為止。
[0067]在最低約為20sec內(nèi)將負電極16加熱至預(yù)定溫度以發(fā)出熱電子。在該時刻，開關(guān)S接通以經(jīng)由捷徑繞過El (和與R3的串聯(lián)部分)。結(jié)果，Cl的開關(guān)S側(cè)端子連接至負電極16，相反側(cè)的端子經(jīng)由Rl連接至正電極15，并且將Cl兩端的電壓施加到正電極15和負電極16之間。如此，Dl的逆流防止功能防止了 Cl的正側(cè)端子和負側(cè)端子發(fā)生短路。
[0068]所施加的電壓在正電極15和負電極16之間產(chǎn)生初始放電，其中使該初始放電成長為主放電。同時，正電極15和負電極16間的阻抗下降，從而使得來自恒流電源13的電流能夠在正電極15和負電極16之間流動。該電流維持了主放電并且由此點亮氘燈14a。
[0069]因而，根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的氘燈用電源電路IOa通過操作開關(guān)S來點亮氘燈14a，但不同于傳統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)(圖3)，開關(guān)S配置在接近接地端的位置處。這樣防止了向開關(guān)S施加高的開關(guān)對地電壓，由此使得能夠使用不會產(chǎn)生振動的半導(dǎo)體開關(guān)。
[0070]通過實際實驗，確認了在以下條件下可以通過使用半導(dǎo)體開關(guān)來點亮氘燈。
[0071]使用市售的產(chǎn)品作為氘燈14a，并且使用可變電壓源作為加熱器電源11以使得能夠調(diào)整負電極16的溫度。使用能夠產(chǎn)生約為400?600V的輸出電壓的恒壓電源作為觸發(fā)電源12a的El，并且使用能夠產(chǎn)生約為200?300mA的輸出電流的電源作為電流電源13。Rl的值為100 Ω。使用耐壓為1，000V的電容器作為Cl，以使得該電容器可以耐受El的輸出電壓。使用開關(guān)時間約為0.1 μ sec的通用半導(dǎo)體開關(guān)(FET)作為開關(guān)S，并且使用耐壓為1，000V以上的二極管作為Dl。
[0072]第二實施例
[0073]圖2是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的配備有正電極、負電極和輔助電極的氘燈所使用的電源電路IOb的主要部分的結(jié)構(gòu)圖。與第一實施例(圖1)相比，氘燈14b配備有輔助電極17，此外，添加了電阻器R2、電容器C2和二極管D2作為用以向輔助電極17和負電極16間施加電壓的電路結(jié)構(gòu)。
[0074]在圖2的結(jié)構(gòu)中，在利用加熱器電源11正對負電極16加熱期間，在開關(guān)S斷開的狀態(tài)下分別經(jīng)由Dl和D2對Cl和C2進行充電，直到Cl兩端的電位差和C2兩端的電位差變得等于El的值為止。
[0075]接著，接通開關(guān)S，從而使Cl和C2的開關(guān)S側(cè)的端子連接至負電極16，并且還使相反側(cè)的端子分別經(jīng)由Rl和R2連接至正電極15和輔助電極17。結(jié)果，將Cl兩端的電壓施加到正電極15和負電極16之間，而將C2兩端的電壓施加到輔助電極17和負電極16之間。如此，Dl和D2的逆流防止功能防止了 Cl和C2的正側(cè)端子和負側(cè)端子發(fā)生短路。
[0076]輔助電極17和負電極16之間的電壓施加產(chǎn)生初始放電。同時，正電極15和負電極16間的阻抗因正電極15和負電極16間的電壓施加而下降，這使得初始放電成長為主放電。結(jié)果，來自恒流電源13的電流在正電極15和負電極16之間流動，從而維持主放電并且由此點亮氘燈14b。
[0077]因而，在根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的氘燈用電源電路IOb中，可以通過簡單地操作開關(guān)S來開始正電極和負電極間的電壓施加以及輔助電極和負電極間的電壓施加這兩者，由此在這兩個電壓施加之間不存在時間間隔。
[0078]在實際電路中，各裝置的常數(shù)、電源設(shè)置和其它設(shè)置與第一實施例相同，并且R2、C2和D2分別與R1、C1和Dl相同。利用該電路結(jié)構(gòu)，確認了可以使配備有市售的輔助電極的氘燈點亮。
[0079]根據(jù)本發(fā)明的第一實施例和第二實施例各自的氘燈用電源電路還具有如下優(yōu)點:其僅需要兩端子開關(guān)，并且與使用三端子開關(guān)的傳統(tǒng)情況相比能夠簡化電路結(jié)構(gòu)。[0080]注意，本發(fā)明的實施例中所使用的Rl、R2、Cl和C2等的常數(shù)的值僅是示例性的并且可以適當(dāng)?shù)剡x擇。
【權(quán)利要求】
1.一種氘燈用電源電路，用于使配備有正電極和負電極的氘燈點亮，所述氘燈用電源電路包括: a)電容器，用于向所述正電極和所述負電極之間施加電壓，其中所述電容器的一個端子連接至所述正電極； b)電源，其安裝在所述電容器和所述負電極之間，用于對所述電容器進行充電；以及 c)兩端子開關(guān)，其與所述電源并聯(lián)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氘燈用電源電路，其中，還包括: d)電阻器，其配置在所述正電極和所述電容器之間；以及 e)二極管，其陰極連接至所述電容器的所述電阻器側(cè)的端子、并且其陽極連接至所述負電極。
3.一種氘燈用電源電路，用于使配備有正電極、負電極和輔助電極的氘燈點亮，所述氘燈用電源電路包括: a)第一電容器，用于向所述正電極和所述負電極之間施加電壓，其中所述第一電容器的一個端子連接至所述正電極； b)第二電容器，用于向所述輔助電極和所述負電極之間施加電壓，其中所述第二電容器的一個端子連接至所述輔助電極； c)電源，其安裝在所述第一電容器和所述第二電容器與所述負電極之間，用于對所述第一電容器和所述第二電容器進行充電；以及 d)兩端子開關(guān)，其與所述電源并聯(lián)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氘燈用電源電路，其中，還包括: e)第一電阻器，其配置在所述正電極和所述第一電容器之間； f)第二電阻器，其配置在所述輔助電極和所述第二電容器之間； g)第一二極管，其陰極連接至所述第一電容器的所述第一電阻器側(cè)的端子、并且其陽極連接至所述負電極；以及 h)第二二極管，其陰極連接至所述第二電容器的所述第二電阻器側(cè)的端子、并且其陽極連接至所述負電極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的氘燈用電源電路，其中，所述兩端子開關(guān)是半導(dǎo)體開關(guān)。
【文檔編號】H05B41/36GK103796404SQ201310511892
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月26日
【發(fā)明者】石原悠悟, 豐后一 申請人:株式會社島津制作所