專利名稱：能夠經(jīng)受高電壓電路中故障的微波燈電源的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及電源，并且更具體地，涉及一種具有耐受故障的高電壓電路的微波發(fā)生器電源。
背景技術：
在工業(yè)應用中，在粘合劑、密封劑或者涂層的燈加熱和固化時，使用一個或者多個微波發(fā)生器，例如，使用磁控管用以向諸如無電極紫外線(UV)燈的燈源提供微波輻射。當燈的等離子體由來自每個磁控管的微波輻射充分激發(fā)時，該燈發(fā)光以提供所需的光波長和強度，用于特定的加熱或者固化工藝。
微波激發(fā)的燈電源系統(tǒng)通常具有向一個或者多個磁控管提供較高電壓的一個或者多個高電壓電源，以及向鼓風機、磁控管絲狀體和其他設備提供較低電壓的低壓電源。該電源系統(tǒng)通常電氣聯(lián)接到位于系統(tǒng)和燈頭中的傳感器。已經(jīng)觀察到，當磁控管老化并且接近其使用壽命終點時，存在磁控管經(jīng)歷短路的較高可能性，該短路會導致高電壓電弧。而且，與磁控管相關聯(lián)的高電壓電路部件有時可能經(jīng)歷短路。在上述兩種情況的任一情況中，任何該短路可能引起與高電壓電源相關聯(lián)的部件經(jīng)歷壽命縮短壓力或者毀壞。
因此，需要提供這樣的裝置和方法，其檢測驅動微波發(fā)生器的高電壓電源的輸出電路中的短路條件，并且使任何有害的影響和損害減到最小或者將其消除。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于微波發(fā)生器的改進的高電壓電源電路，其使針對電源部件的損害減到最小并且在大部分應用中將其消除，該損害是由高電壓電源的輸出電路中的短路引起的。
根據(jù)本發(fā)明的原理并且根據(jù)所描述的實施例，本發(fā)明提供了一種用于處理基板上的涂層的輻射發(fā)生系統(tǒng)。高電壓電路向微波發(fā)生器提供供電，其接下來產(chǎn)生微波以驅動燈。限流設備連接在該高電壓電路和該微波發(fā)生器之間，并且故障檢測器連接到該高電壓電路，用于響應于提供給該微波發(fā)生器的過量電流而提供出錯信號。控制器可操作用于響應于該出錯信號中斷針對高電壓電路的AC電源供應。
下面結合附圖進行詳細描述的過程中，本發(fā)明的這些和其他目的和優(yōu)點將變得更加顯而易見。


并入到本說明書并構成其一部分的

了本發(fā)明的實施例，并且連同上文給出的本發(fā)明的一般性描述和下文給出的實施例的詳細描述一起，用于解釋本發(fā)明的原理。
圖1是根據(jù)本發(fā)明原理的電源系統(tǒng)的示意性框圖，該電源系統(tǒng)在向微波發(fā)生器提供供電的高電壓電源電路中具有故障檢測。
圖2是圖1的高電壓電源中的電流故障檢測器的一個實施例的示意圖。
圖3是圖1的高電壓電源中的電流故障檢測器的另一實施例的示意圖。
圖4是說明了圖1的電源系統(tǒng)的操作周期的流程圖。
圖5是說明了圖1的電源系統(tǒng)的中斷周期的流程圖。
具體實施例方式
參考圖1，電源系統(tǒng)20可操作用于向安裝在燈頭24中的微波發(fā)生器，例如磁控管22，提供高電壓。來自磁控管22的微波輻射耦合到安裝在燈頭24的加工區(qū)域27中的燈26，例如，無電極紫外線(UV)燈源。當燈26的等離子體由來自磁控管22的微波輻射充分激發(fā)時，燈26發(fā)光，并且在燈頭24的加工區(qū)域27中提供光波長和強度。因此，燈頭24可以用于工業(yè)應用中，用于以已知的方式加熱并且/或者固化位于加工區(qū)域27中的基板29上的粘合劑、密封劑、涂層等。電源系統(tǒng)20和燈頭24可用于需要具有特定波長和強度的光以獲得所需的加熱和/或固化效果的其他的加熱或者固化工藝。
電源系統(tǒng)20具有供電控制電路28，其連接到AC電源30。供電控制電路28包括供電開關觸點、線路濾波器、一個或者多個相位控制器、變壓器等，用于以已知的方式向微控制器32和其他的機器設備33提供所需的電壓。相位可控的電壓從供電控制電路28提供給高電壓電源34，該高電壓電源34包括高電壓變壓器35和全波倍壓器36。高電壓變壓器35具有可經(jīng)由供電控制電路28連接到AC電源30的初級側，以及連接到向磁控管22提供所需高電壓的倍壓器36的次級側。而且，操作員面板38也連接到微控制器32，并且包括輸入/輸出設備，例如，按鍵、開關、燈和/或顯示器等，其允許操作員開始并且/或者確定電源系統(tǒng)20的多種操作狀態(tài)。而且，機器I/O 40連接到控制器32，并且可操作用于以已知的方式接收來自燈頭24和機器設備22的輸入信號并向其提供輸出信號。例如，輸入信號可接收自開關、光檢測器、壓力傳感器等；而輸出信號可以提供給位于遠離操作員面板28的冷卻風扇、啟動器燈泡、燈等。
連接到磁控管22的高電壓電纜42有時可能經(jīng)歷短路。還有可能的是，在其壽命中，磁控管22將經(jīng)歷短路電弧。所有的短路導致了電容器44在每個半周期中充電和放電，并因此在倍壓器36中導致了非常高的電流尖峰，其可能損害或者破壞高電壓電橋組件48中的電容器44和二極管46。而且，該短路電流的持續(xù)出現(xiàn)可能引起高電壓電纜42以及其他部件的進一步劣化。
電源系統(tǒng)20包括用于使倍壓器36的負載電路(即磁控管22、連接電纜42等)中的故障引起的任何有害影響和損害減到最小并且/或者將其消除的元件。首先，故障限流電阻器50串聯(lián)安置在倍壓器36和磁控管22之間。電阻器50的值是例如10歐姆，并且被選擇用于提供所需的電流抑制而不產(chǎn)生不必要的熱源。此外，電流傳感器52連接到倍壓器36，并且由電流測定電阻器54實現(xiàn)。電阻器54具有約5歐姆的阻值，并且提供導線55上的反饋電壓，其與倍壓器36中流動的電流成比例地變化。電路故障檢測器56測定來自電流傳感器52的反饋電壓；并且電路故障檢測器56響應于過量的反饋電壓，在導線58上向微控制器中斷輸入端59提供電流出錯信號。在接收到來自電路故障檢測器56的出錯信號之后，微控制器32驅使供電控制電路28立刻使高電壓變壓器35同AC電源30斷開。
存在許多種電路故障檢測器56的實現(xiàn)方案。例如，如圖2中所示，可以使用電壓比較器60，其具有一個連接到導線55上的電壓反饋信號的輸入端，以及連接到參考電壓62的第二輸入端。參考電壓的幅度被選擇為使得除非在倍壓器36中檢測到了例如短路電流的足夠大的電流，否則不會檢測到故障。這樣，當導線55上的反饋電壓的幅度超過參考電壓62時，在導線58上向微控制器中斷輸入端59提供電流出錯信號。
參考圖3，在電流故障檢測器56的可替換的實施例中，齊納二極管64連接到導線55上的反饋電壓。當該反饋電壓超過齊納二極管64的擊穿電壓時，電流流過齊納二極管54和電阻器66。這樣，電壓電平施加到邏輯門反轉緩沖器68，其接下來有效地改變故障檢測器輸出處58和微控制器中斷輸入端59的狀態(tài)。
在使用中，參考圖1，用戶以已知的方式操作供電開關(未示出)以將電源系統(tǒng)20連接到AC電源30，其開始在微控制器32中執(zhí)行圖4的操作程序。在402處，該程序首先執(zhí)行開機初始化程序。隨后，在404處，微處理器32讀取來自操作員面板38和機器I/O 40的輸入信號狀態(tài)；并且如微處理器32中的邏輯程序所確定的，然后微處理器32將輸出信號的狀態(tài)切換到燈頭24和機器I/O 40。然后，在406處，微控制器32執(zhí)行診斷和故障程序，并且，作為其結果，在408處，更新操作員面板38中的操作員顯示。
在短路發(fā)生之后，微控制器32的中斷輸入端59的狀態(tài)發(fā)生變化，用以開始圖5中示出的中斷子程序。在504處，微控制器32響應于該中斷，向電源電路28提供適當?shù)男盘枺鋵е码娫聪到y(tǒng)20立刻同AC電源30斷開。隨后，在506處，微控制器32設置默認標志，其開始操作員面板38上的電流故障顯示或輸出。然后，在508處，微控制器32退出中斷子程序并返回圖4的主操作程序。
盡管通過對實施例的描述已說明了本發(fā)明，并且盡管已相當詳細地描述了該實施例，但是目的并不在于將附屬權利要求的范圍約束于該細節(jié)，或者以任何方式限制于該細節(jié)。對于本領域的技術人員而言，另外的優(yōu)點和修改方案將是顯而易見的。例如，在所描述的實施例中，示出和描述了單一的微波發(fā)生器22和高電壓電源34；然而，將顯而易見的是，在可替換的實施例中，可以使用多于一個微波發(fā)生器22和高電壓電源34。
在所描述的實施例中，在檢測到短路之后，由供電控制電路28中斷對高電壓電源34的供電，由此關閉了電源。如將顯而易見的，在可替換的實施例中，短路信號可用于打開高電壓電源和微波發(fā)生器22之間的繼電器觸點?？商鎿Q地，繼電器觸點可以安置在變壓器35和倍壓器48之間。因此，存在數(shù)種用于自微波發(fā)生器22移除高電壓的可替換的實施例。
因此，本發(fā)明在其最廣泛的方面上不限于所示出和描述的具體細節(jié)。因此，通過此處描述的細節(jié)，在不偏離附屬權利要求的精神和范圍的前提下，可以進行修改。
權利要求
1.一種用于處理基板上涂層的輻射發(fā)生系統(tǒng)，包括微波發(fā)生器，其可操作用于產(chǎn)生微波輻射；燈，其與所述微波發(fā)生器相關聯(lián)，用于接收來自該微波發(fā)生器的微波輻射；高電壓電源，其適于連接到AC電壓源，并且向所述微波發(fā)生器提供高電壓供電；限流設備，其連接在所述高電壓電源和所述微波發(fā)生器之間；故障檢測器，其連接到所述高電壓電源，用于響應于提供給所述微波發(fā)生器的過量電流提供出錯信號；和控制器，其可操作用于響應于所述出錯信號，中斷AC電源至所述高電壓電源的連接。
2.權利要求1的輻射發(fā)生系統(tǒng)，其中所述限流設備包括限流電阻。
3.權利要求1的輻射發(fā)生系統(tǒng)，其中所述故障檢測器包括電流傳感器；和故障電路，其連接到所述電流傳感器，并且產(chǎn)生所述出錯信號。
4.權利要求3的輻射發(fā)生系統(tǒng)，其中所述故障電路響應于超過電壓限制的所述反饋電壓產(chǎn)生所述出錯信號。
5.權利要求3的輻射發(fā)生系統(tǒng)，其中所述故障電路包括比較器，該比較器包括一個輸入端，其連接到所述反饋電壓，和第二輸入端，其連接到參考電壓。
6.權利要求3的輻射發(fā)生系統(tǒng)，其中所述故障電路包括齊納二極管。
7.權利要求1的輻射發(fā)生系統(tǒng)，其中所述高電壓電源包括高電壓變壓器，其具有適于聯(lián)接到AC電壓源的初級側和提供高電壓供電的次級側，和倍壓器，其連接到所述高電壓變壓器的所述次級側；所述限流設備包括限流電阻，其連接在所述倍壓器和所述微波發(fā)生器之間；并且所述故障檢測器包括電流傳感器和故障電路，該故障電路連接到所述電流傳感器并產(chǎn)生所述出錯信號。
8.權利要求7的輻射發(fā)生系統(tǒng)，其中所述電流傳感器產(chǎn)生反饋電壓，該反饋電壓具有隨所述倍壓器中的電流變化而變化的幅度。
9.一種防止高電壓電源向驅動用于處理基板上涂層的燈的微波發(fā)生器提供過量電流的方法，該方法包括向微波發(fā)生器施加高電壓供電；響應于高電壓電源中的過量電流，提供出錯信號；和響應于該出錯信號，自微波發(fā)生器移除該高電壓供電。
10.權利要求9的方法，進一步包括，限制由高電壓電源提供給微波發(fā)生器的電流。
11.權利要求10的方法，進一步包括，通過限流電阻限制由高電壓電源提供給微波發(fā)生器的電流，該限流電阻連接在該高電壓電源和該微波發(fā)生器之間。
12.權利要求11的方法，其中提供出錯信號包括產(chǎn)生反饋電壓，其具有隨提供給微波發(fā)生器的電流變化而變化的幅度；和響應于超過電壓限制的反饋電壓產(chǎn)生出錯信號。
全文摘要
一種用于處理基板上涂層的輻射發(fā)生系統(tǒng)。高電壓電路向微波發(fā)生器提供供電，其接下來提供微波輻射以驅動燈。限流設備連接在該高電壓電路和該微波發(fā)生器之間，并且故障檢測器連接到該高電壓電路，用于響應于提供給該微波發(fā)生器的過量電流提供出錯信號?？刂破骺刹僮饔糜陧憫谠摮鲥e信號，中斷對高電壓電路的AC供電。
文檔編號H05B41/14GK1681367SQ20051006490
公開日2005年10月12日 申請日期2005年4月8日 優(yōu)先權日2004年4月8日
發(fā)明者卡爾·布雷梅日斯基, 詹姆斯·W·施米特康斯, 杰伊·沃爾夫 申請人:諾信公司