一种仪用氙灯电源

摘要

本发明涉及一种仪用氙灯电源，它包括液晶显示屏、按键、氙灯电源和由氙灯高压触发器和氙灯构成的氙灯灯体；按键向氙灯电源中输入氙灯控制电流设定值，并由液晶显示屏显示；氙灯电源根据氙灯控制电流值点燃触发氙灯灯体；氙灯电源包括电源变换电路，液晶接口电路和按键接口电路用于连接液晶显示屏和按键，按键输入的氙灯控制电流值输入单片机内；电源变换电路外接24V直流开关电源，恒流切换电路在单片机控制下将氙灯灯体的阴极切换为连接24V电源地，点燃触发模块工作点燃氙灯灯体；氙灯点燃后，氙灯灯体进入恒流工作模式；氙灯工作电压采集模块将采集到的氙灯工作电压传输至单片机内，经单片机处理后由液晶显示屏显示氙灯的工作电压。本发明可以广泛在各种氙灯供电中应用。

权利要求

1.一种仪用氙灯电源，其特征在于：它包括液晶显示屏、按键、氙灯电源和氙灯灯体，所述氙灯灯体由氙灯高压触发器和氙灯构成；所述按键向所述氙灯电源中输入氙灯控制电流设定值，由所述液晶显示屏显示电流设定值；所述氙灯电源点燃触发所述氙灯灯体；

所述氙灯电源包括电源变换电路、液晶接口电路、按键接口电路、单片机、点燃触发电路、恒流控制模块、氙灯工作电压采集模块、恒流切换电路和氙灯接口；所述液晶接口电路和按键接口电路分别用于连接所述液晶显示屏和按键，所述按键输入的氙灯控制电流值输入所述单片机内；所述电源变换电路外接24V直流开关电源，将24V直流电源转换成5V供电电压和3.3V供电电压；所述恒流切换电路在所述单片机控制下，将所述氙灯灯体的阴极切换为直接连接24V电源地，由所述单片机控制所述点燃触发电路工作，通过所述氙灯接口点燃所述氙灯灯体；所述氙灯灯体内的氙灯点燃后，所述恒流切换电路在所述单片机控制下，将所述氙灯灯体的阴极切换为接所述恒流控制模块的控制端，所述氙灯灯体进入恒流工作模式；所述氙灯工作电压采集模块将采集到的氙灯工作电压传输至所述单片机内，经所述单片机处理后由所述液晶显示屏显示氙灯的工作电压。

2.如权利要求1所述的一种仪用氙灯电源，其特征在于：所述氙灯电源与所述氙灯灯体相互独立设置，两者之间采用多芯线缆及航空插头连接。

3.如权利要求1所述的一种仪用氙灯电源，其特征在于：所述点燃触发电路包括由第一个至第三个电阻、第一个三极管、功率NMOS管、第一个电感和第一个二极管构成的升压电路，由第一个电容、第四个电阻、PMOS管、第五个电阻和第四个三极管构成的放电控制电路，由NMOS管构成的防止反向放电电路，由第七个、第八个电阻和运放构成的充电电压监测电路，由第九个电阻和第三个电容构成的滤波电路，以及第六个电阻和第二个电容；所述升压电路和充电电压监测电路构成充电电路；

所述升压电路将24V直流电升至100V，所述电感一端连接在24V电源与第二个电阻之间，所述电感另一端接二极管；上电时，所述放电控制电路内的第五个电阻一端连接所述第四个三极管的基极，另一端连接所述单片机的IO口，所述单片机通过IO口控制所述第四个三极管截止，使所述PMOS管的栅极电压与源级电压相同，所述PMOS管的源极与漏极不导通；同时，所述第一个电阻一端连接所述第一个三极管的基极，另一端连接所述单片机的PWM输出引脚，由所述单片机控制输出PWM信号，经过所述第一个三极管放大为幅值为24V的PWM信号，然后通过所述功率NMOS管进行功率放大，经所述功率NMOS管的导通及截止使所述电感产生自感电动势，并通过所述二极管为所述第一个电容充电，由所述充电电压监测电路和滤波电路将第一个电容两端的电压分压跟随后变换为所述单片机内AD转换器的电压输入范围，由所述单片机控制其内部AD转换器对转换后的电压信号进行采集，并对电压值进行判断，如果电压值达到100Ｖ，则所述单片机控制停止输出PWM信号，并控制IO口输出低电平，所述第一个三极管和功率NMOS管均截止，所述充电电路停止工作；所述单片机控制所述放电控制电路进行放电，所述第一个电容开始向所述氙灯高压触发器放电，将氙灯点燃；所述NMOS管用于防止100Ｖ的放电电压进入24Ｖ电源。

4.如权利要求1所述的一种仪用氙灯电源，其特征在于：所述恒流切换电路包括第一继电器、第二继电器、第六个三极管、第二个二极管以及由第十个电阻和第四个电容构成的滤波电路；所述单片机控制其IO口输出高电平，使所述第六个三极管基极导通，由基极控制集电极至发射极导通，使24Ｖ电源向所述第一继电器、第二继电器供电，继电器吸合，此时24Ｖ直流电源直接向所述氙灯灯体提供电源；所述氙灯点燃后由所述单片机控制其IO口输出低电平，使所述第一继电器、第二继电器断电，所述恒流控制模块工作。

5.如权利要求1所述的一种仪用氙灯电源，其特征在于：所述恒流控制模块包括由第一个运算放大器构成的电压跟随器、恒流反馈回路和电压放大电路；所述恒流反馈回路包括第二个运算放大器、第三个运算放大器、电阻、两个电感、两个电容、两个NOMOS管以及采样电阻；所述按键输入的设定工作电流由所述单片机内部的DA转换器转换为模拟信号后，输入所述电压跟随器的第一个运算放大器正向输入端，电流控制信号经所述第一个运算放大器跟随后，输入所述恒流反馈回路内；所述第三个运算放大器将所述采样电阻两端的电压放大两倍后输入所述第二个运算放大器的负向输入端，与所述单片机输出的模拟信号进行比较后由所述第二个运算放大器输出控制信号；控制信号经所述电阻后输入由两个电感和两个电容构成的滤波电路后，控制所述两个NMOS管的栅极电压，动态调整流过氙灯、两个NMOS管及采样电阻的电流；所述电压放大电路由第四个运算放大器构成，所述第四个运算放大器将所述采样电阻两端的电压放大两倍后，输入所述单片机内，并与由所述按键给定的输出值比较，由所述单片机调整其内的DA转换器的输出值。

6.如权利要求5所述的一种仪用氙灯电源，其特征在于：所述采样电阻采用精度为1%、阻值为0.1Ω的25W大功率电阻。

7.如权利要求1所述的一种仪用氙灯电源，其特征在于：所述氙灯灯体采用上、下式散热结构，所述氙灯的上、下方均安装有220V散热风扇。

说明书

一种仪用氙灯电源

技术领域

[0001] 本发明涉及一种氙灯电源，特别是关于一种仪用氙灯电源。

背景技术

[0002] 氙灯的光谱范围比较宽，其光谱覆盖200nm至2000nm范围，且为连续光谱。在200nm～400nm的紫外部分，氙灯光谱为连续光谱，在400～700nm的可见光区域，氙灯光谱与6200K的黑体辐射接近，辐射能量几乎相等，并且光谱特性基本不随光源功率改变，在该范围内，氙灯光源能够很好的模拟太阳光谱。但在450nm和700nm范围内叠加有离散谱线，该离散谱线为氙原子在较高能级上跃迁发出的线光谱；在800～1000nm的近红外区，连续谱上叠加了原子特征谱线。由于氙灯光谱范围宽，谱线连续，在光谱测试系统中有着广泛的应用。氙灯光源的点燃，需要在氙灯的阳极和阴极之间加上3kV高压，使阳极与阴极之间产生辉光放电，使阳极与阴极导通，然后再在阳极与阴极之间加上低压直流电源，使其处于连续发光状态。氙灯光源的功率比较大，对氙灯灯体需要采用风扇进行散热，电源关闭后，为了保证氙灯的寿命不受影响，应该在断电后继续对氙灯灯体进行散热，延长氙灯寿命。氙灯的点燃一般使用高压包瞬间产生3KV高压使阳极与阴极放电。高压包要求输入80V～100V直流电，通过逐级倍压将电压升至3KV。多数仪用氙灯电源采用变压器将220V交流电降压值80V，然后通过二极管及电容整流滤波后产生100V直流电提供给高压包，触发电路体积及重量都比较大，使用该点燃电路有时会出现无法点燃的情况，原因是电容充电没有达到高压包所要求的输入电压就产生放电，也就是电容提前放电，导致高压包产生的触发电压不足，无法正常触发。氙灯点燃后一般采用恒压控制，但是目前都是通过电位器调节氙灯发光亮度。

发明内容

[0003] 针对上述问题，本发明的目的是提供一种能实现流过氙灯的电流具有稳定性，并能有效避免无法点燃氙灯问题的仪用氙灯电源。

[0004] 为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种仪用氙灯电源，其特征在于：它包括液晶显示屏、按键、氙灯电源和氙灯灯体，所述氙灯灯体由氙灯高压触发器和氙灯构成；所述按键向所述氙灯电源中输入氙灯控制电流设定值，由所述液晶显示屏显示电流设定值；所述氙灯电源点燃触发所述氙灯灯体；所述氙灯电源包括电源变换电路、液晶接口电路、按键接口电路、单片机、点燃触发电路、恒流控制模块、氙灯工作电压采集模块、恒流切换电路和氙灯接口；所述液晶接口电路和按键接口电路分别用于连接所述液晶显示屏和按键，所述按键输入的氙灯控制电流值输入所述单片机内；所述电源变换电路外接24V直流开关电源，将24V直流电源转换成5V供电电压和3.3V供电电压；所述恒流切换电路在所述单片机控制下，将所述氙灯灯体的阴极切换为直接连接24V电源地，由所述单片机控制所述点燃触发模块工作，通过所述氙灯接口点燃所述氙灯灯体；所述氙灯灯体内的氙灯点燃后，所述恒流切换电路在所述单片机控制下，将所述氙灯灯体的阴极切换为接所述恒流控制模块的控制端，所述氙灯灯体进入恒流工作模式；所述氙灯工作电压采集模块将采集到的氙灯工作电压传输至所述单片机内，经所述单片机处理后由所述液晶显示屏显示氙灯的工作电压。

[0005] 所述述氙灯电源与所述氙灯灯体相互独立设置，两者之间采用多芯线缆及航空插头连接

[0006] 所述点燃触发电路包括由第一个至第三个电阻、第一个三极管、功率NMOS管、第一个电感和第一个二极管构成的升压电路，由第一个电容、第四个电阻、PMOS管、第五个电阻和第四个三极管构成的放电控制电路，由NMOS管构成的防止反向放电电路，由第七个、第八个电阻和运放构成的充电电压监测电路，由第九个电阻和第三个电容构成的滤波电路，以及第六个电阻和第二个电容；所述升压电路和充电电压监测电路构成充电电路；所述升压电路将24V直流电升至100V，所述电感一端连接在24V电源与第二个电阻之间，所述电感另一端接二极管；上电时，所述放电控制电路内的第五个电阻一端连接所述第四个三极管的基极，另一端连接所述单片机的IO口，所述单片机通过IO口控制所述第四个三极管截止，使所述PMOS管的栅极电压与源级电压相同，所述PMOS管的源极与漏极不导通；同时，所述第一个电阻一端连接所述第一个三极管的基极，另一端连接所述单片机的PWM输出引脚，由所述单片机控制输出PWM信号，经过所述第一个三极管放大为幅值为24V的PWM信号，然后通过所述功率NMOS管进行功率放大，经所述功率NMOS管的导通及截止使所述电感产生自感电动势，并通过所述二极管为所述第一个电容充电，由所述充电电压监测电路和滤波电路将第一个电容两端的电压分压跟随后变换为所述单片机内AD转换器的电压输入范围，由所述单片机控制其内部AD转换器对转换后的电压信号进行采集，并对电压值进行判断，如果电压值达到100Ｖ，则所述单片机控制停止输出PWM信号，并控制IO口输出低电平，所述第一个三极管和功率NMOS管均截止，所述充电电路停止工作；所述单片机控制所述放电控制电路进行放电，所述第一个电容开始向所述氙灯高压触发器放电，将氙灯点燃；所述NMOS管用于防止100Ｖ的放电电压进入24Ｖ电源。

[0007] 所述恒流切换电路包括第一继电器、第二继电器、第六个三极管、第二个二极管以及由第十个电阻和第四个电容构成的滤波电路；所述单片机控制其IO口输出高电平，使所述第六个三极管基极导通，由基极控制集电极至发射极导通，使24Ｖ电源向所述第一继电器、第二继电器供电，继电器吸合，此时24Ｖ直流电源直接向所述氙灯灯体提供电源；所述氙灯点燃后由所述单片机控制其IO口输出低电平，使所述第一继电器、第二继电器断电，所述恒流控制模块工作。

[0008] 所述恒流控制模块包括由第一个运算放大器构成的电压跟随器、恒流反馈回路和电压放大电路；所述恒流反馈回路包括第二个运算放大器、第三个运算放大器、电阻、两个电感、两个电容、两个NOMOS管以及采样电阻；所述按键输入的设定工作电流由所述单片机内部的DA转换器转换为模拟信号后，输入所述电压跟随器的第一个运算放大器正向输入端，电流控制信号经所述第一个运算放大器跟随后，输入所述恒流反馈回路内；所述第三个运算放大器将所述采样电阻两端的电压放大两倍后输入所述第二个运算放大器的负向输入端，与所述单片机输出的模拟信号进行比较后由所述第二个运算放大器输出控制信号；控制信号经所述电阻后输入由两个电感和两个电容构成的滤波电路后，控制所述两个NMOS管的栅极电压，动态调整流过氙灯、两个NMOS管及采样电阻的电流；所述电压放大电路由第四个运算放大器构成，所述第四个运算放大器将所述采样电阻两端的电压放大两倍后，输入所述单片机内，并与由所述按键给定的输出值比较，由所述单片机调整其内的DA转换器的输出值。

[0009] 所述采样电阻采用精度为1%、阻值为0.1Ω的25W大功率电阻。

[0010] 所述氙灯灯体采用上、下式散热结构，所述氙灯的上、下方均安装有220V散热风扇。

[0011] 本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于在氙灯电源内采用点燃触发电路和恒流控制模块，并采用单片机控制点燃触发电路和恒流控制模块的工作，有效点燃氙灯，并且使流过氙灯的电流稳定。2、本发明由于采用按键将氙灯的工作电流由按键输入，并由液晶显示屏显示，并通过单片机内的PID运算模块将其采集到的输入信号的数值与按键给定的输出值进行比较，并对比较结果进行PID控制运算，最后根据PID运算结果调整单片机内DA转换器的输出值，实现流过氙灯的电流的稳定性，并能实现工作电流的精密数字控制。3、本发明采用的氙灯灯体采用上、下式散热结构，氙灯上、下方安装有220V散热风扇，下面风扇送风，上面风扇抽风，其散热效果好。本发明可以广泛在各种氙灯供电中应用。

附图说明

[0012] 图1是本发明的整体结构示意图；

[0013] 图2是本发明的点燃触发电路结构示意图；

[0014] 图3是本发明的恒流切换电路结构示意图；

[0015] 图4是本发明的恒流控制模块结构示意图；

[0016] 图5是本发明的单片机控制流程示意图。

具体实施方式

[0017] 下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

[0018] 如图1所示，本发明包括液晶显示屏1、按键2、氙灯电源3和氙灯灯体4，氙灯灯体4由氙灯高压触发器41和氙灯42构成。由按键2向氙灯电源3中输入氙灯控制电流设定值，并由液晶显示屏1显示电流设定值；液晶显示屏1还可用于显示氙灯42工作时实时监测的电流值或电压值。氙灯电源3点燃触发电路点燃氙灯灯体4。氙灯电源3与氙灯灯体4相互独立设置，两者之间采用多芯线缆及航空插头进行连接，便于散热，并能有效提高抗干扰能力。

[0019] 如图1所示，氙灯电源3包括电源变换电路31、液晶接口电路32、按键接口电路33、单片机34、点燃触发电路35、恒流控制模块36、氙灯工作电压采集模块37、恒流切换电路38和氙灯接口39。电源变换电路31外接24V直流开关电源，将24V直流电源转换成5V供电电压和3.3V供电电压，其中3.3V供电电压为单片机34及其外围电路提供工作电源，
5V供电电压为氙灯电源3内部分模拟电路提供工作电源。液晶接口电路32和按键接口电路33分别用于连接液晶显示屏1和按键2，由按键2输入的氙灯控制电流值输入单片机34内。单片机34内预置有数字PID运算模块，单片机34控制恒流切换电路38工作，将氙灯灯体4的阴极切换为直接连接24V电源地，然后由单片机34控制点燃触发模块35工作，通过氙灯接口39点燃氙灯灯体4；氙灯42点燃后，恒流切换电路38在单片机34控制下，将氙灯灯体4的阴极切换为接恒流控制模块36的控制端，氙灯灯体4进入恒流工作模式，单片机34通过控制恒流控制模块36实现对氙灯42工作电流的恒流控制。氙灯正常工作时，液晶显示屏1默认显示流过氙灯的工作电流，在按键2选择显示氙灯工作电压时，氙灯工作电压采集模块37将采集到的氙灯42工作电压传输至单片机34内，通过单片机34处理后由液晶显示屏1显示氙灯42的工作电压。

[0020] 上述实施例中，如图2所示为，点燃触发电路35包括由三个电阻R1～R3、NPN型三极管Q1、功率NMOS管Q2、电感L1和二极管D1构成的升压电路351，由电容C1、电阻R4、PMOS管Q3、电阻R5和NPN型三极管Q4构成的放电控制电路352，由NMOS管Q5构成的防止反向放电电路353，由电阻R7，R8和运放U1构成的充电电压监测电路354，由电阻R9和电容C3构成的滤波电路355，以及电阻R6和电容C2。其中，升压电路351和充电电压监测电路354构成充电电路。

[0021] 升压电路351用于将24V直流电升至100V，电感L1一端连接在24V电源与电阻R2之间，用于在单片机34输出的PWM信号为低电平时储存能量，在PWM信号为高电平时释放储存的能量。电感L1另一端接二极管D1，防止放电控制电路352内电容C1上的电荷反向流动，使电容C1的电压不断升高，同时防止电容C1上的高压进入24V电源，导致电源损坏。当电路开始上电时，放电控制电路352内的电阻R5一端连接三极管Q4的基极，另一端连接单片机34的IO口，由单片机34通过IO口控制三极管Q4截止，使PMOS管Q3的栅极电压与源级电压相同，PMOS管Q3的源极与漏极不导通。同时，电阻R1一端连接三极管Q1的基极，另一端连接单片机34的PWM输出引脚，由单片机34控制输出占空比为80%的PWM信号，单片机34输出PWM信号为幅值为3.3V的信号，经过三极管Q1放大为幅值为24V的PWM信号，然后通过功率NMOS管Q2进行功率放大，经功率NMOS管Q2的导通及截止使电感L1产生自感电动势，并通过二极管D1为电容C1充电，由电阻R7、电阻R8、运放U1组成的充电电压监测电路354和滤波电路355将电容C1两端的电压分压跟随后变换为单片机34内AD转换器的电压输入范围，由单片机34控制其内部AD转换器对转换后的电压信号进行采集，并通过计算获得电容C1两端的电压值，然后对计算获得电压值进行判断，如果电压值达到100Ｖ，则由单片机34控制停止输出PWM信号，单片机34控制IO口输出高电平，三极管Q1导通，功率NMOS管Q2的栅极接地，也处于截止状态，充电电路停止工作，然后单片机34开始控制放电控制电路352进行放电。由电容C1开始向氙灯高压触发器41放电，将氙灯42点燃，同时NMOS管Q5能够防止100Ｖ的放电电压进入24Ｖ电源，将电源烧坏。电阻R6在PMOS管Q3关闭后将电容C1两端剩余的电荷放掉。

[0022] 放电控制电路352工作时，由单片机34的IO口通过电阻R5输出高电平，三极管Q4导通，PMOS管Q3的栅极接地，PMOS管Q3的源极与漏极导通，电容C1开始向高压包放电，将氙灯灯体4点燃；同时NMOS管Q5能够防止100Ｖ的放电电压进入24Ｖ电源，将电源烧坏。氙灯灯体4点燃后，氙灯灯体4的阳极与阴极之间形成导电回路，24V电源又能通过功率NMOS管Q5及时提供电源。放电电路工作后，由单片机34通过其内部AD转换器采集恒流控制模块36中采样电阻两端的电压信号，如果AD转换器采集到的电压值大于0.5Ｖ，则说明氙灯42已经点燃，然后单片机34控制进入恒流控制工作阶段；如果AD转换器采集到的电压值小于0.5Ｖ，则说明氙灯42没有点燃，则单片机34控制充电电路重新工作对电容C1重新充电，充电完成后放电，以点燃氙灯42。

[0023] 上述各实施例中，如图3所示，放电控制电路352开始放电前，由单片机34控制恒流切换电路38工作。恒流切换电路38包括第一继电器RL1、第二继电器RL2、三极管Q6、二极管D2以及由电阻R10和电容C4构成的滤波电路。单片机34控制第一继电器RL1、第二继电器RL2切换为24Ｖ直接供电状态，待氙灯42点燃后再切换回恒流工作状态。切换为24Ｖ直接供电是由单片机34控制其IO口输出高电平，使三极管Q6的基极导通，由基极控制集电极至发射极导通，使24Ｖ电源向第一继电器RL1、第二继电器RL2供电，继电器吸合。此时有24Ｖ直流电源直接向氙灯灯体4提供电源，不进行恒流控制，待氙灯42点燃后再由单片机34控制其IO口输出低电平，使第一继电器RL1、第二继电器RL2断电，恒流控制模块36工作，进入恒流工作状态。

[0024] 上述各实施例中，如图4所示，恒流控制模块36在氙灯触发点燃后开始工作，而氙灯点燃后其工作电流可通过按键2进行调节，采用液晶显示屏1显示当前氙灯工作电流；并通过单片机34控制的数字PID控制恒流特性，进一步提高氙灯工作的稳定性。恒流控制模块6包括由第一个运算放大器U2构成的电压跟随器61、恒流反馈回路62和电压放大电路63；其中，恒流反馈回路62包括第二个运算放大器U3、第三个运算放大器U4、两个电感L2和L3、两个电容C5和C6、两个NMOS管Q7和Q8、采样电阻R11以及电阻R12。由按键2输入的设定工作电流由单片机34内部的DA转换器转换为模拟信号后，输入电压跟随器61的第一个运算放大器U2正向输入端，第一个运算放大器U2在恒流控制模块36中起输入输出阻抗匹配作用，电流控制信号经第一个运算放大器U2跟随后，输入恒流反馈回路62内，即电流控制信号经电阻R13输入至第二个运算放大器U3的正向输入端。第三个运算放大器U4将采样电阻R11两端的电压放大两倍后输入第二个运算放大器U3的负向输入端，与单片机34输出的模拟信号进行比较后由第二个运算放大器U3输出控制信号；控制信号经电阻R12后输入由两个电感L2、L3和两个电容C5、C6构成的滤波电路后，控制NMOS管Q7、Q8的栅极电压，动态调整流过氙灯、NMOS管Q7、Q8及采样电阻R11的电流，维持采样电阻R11两端的电压的2倍值与单片机34内DA转换器输出的电压值相等。电压放大电路63由第四个运算放大器U5构成，第四个运算放大器U5将采样电阻R11两端的电压放大两倍后，输入单片机34的模拟输入引脚，由单片机34通过内部的模数转换器完成对该输入信号的模数转换。单片机34内的PID运算模块通过对采集的输入信号的数值（即第四个运算放大器U4）与按键2给定的输出值进行比较，并对比较结果进行PID控制运算，最后根据PID运算结果调整单片机34内DA转换器的输出值，从而实现流过氙灯的电流的稳定性。

[0025] 其中，采样电阻R11为1%精度、阻值0.1Ω的采样电阻，由于流过采样电阻R11的电流非常大，因此本发明的采样电阻R11采用25W大功率电阻。

[0026] 上述实施例中，点燃触发电路35与恒流控制模块36都是用相同的24V直流电源，采用直流升压将直流24V升至100V，给电容C1充电。电容C1充满电后，由单片机34控制接通氙灯高压触发器41，电容C1向氙灯高压触发器41放电，氙灯高压触发器41由此产生3KV高压，将氙灯42触发点燃。

[0027] 上述各实施例中，氙灯灯体4采用上、下式散热结构，光源氙灯42的上、下方均安装有220V散热风扇，位于下面的风扇用于送风，位于上面的风扇用于抽风，具有较好的散热效。本发明还采用在氙灯灯体4的光路系统中增加多片红外光谱滤色片，滤除大量红外光，最大程度地滤除红外光谱，采用可调焦距设计，能够根据使用情况调整氙灯42输出光源的焦点。

[0028] 上述各实施例中，如图5所示，单片机34上电工作后，其工作过程如下：

[0029] 1）首先进行初始化，包括单片机34的工作时钟、串行接口、定时器、输入输出端口、AD转换器及DA转换器的初始化。

[0030] 2）控制PWM模块进行工作，通过PWM输出引脚输出PWM信号，通过充电电路对电容C1充电，充电结束后，进入放电控制程序，控制第一继电器RL1、第二继电器RL2动作，使电容C1放电，将氙灯42点燃，同时采集采样电阻R11两端电压，如果电压值大于0.5Ｖ则单片机34进行恒流控制工作程序，并监测按键动作，如果没有点燃，则重复进行5次充电放电程序，如果仍然没有点燃，则认为氙灯42故障，程序退出。氙灯42点燃后进入主循环程序，主循环程序负责查询键盘2的输入命令及单片机34内的PID控制运算，定时器的定时中断服务程序负责进行键盘扫描任务，每间隔100毫秒扫描一次按键状态，如果有按键按下，则保存前一次键码值至变量OldKey中，保存新的键码值至NewKey中，如果连续两次扫描按键的键码值相同，则认为有新的按键按下，将按键编码存入KeyCode变量中。主程序根据KeyCode变量的值判断是否有按键按下，如果KeyCode为0xFF，则表示没有按键按下，如果KeyCode的值不为0xFF，则有按键按下，并根据键码值进入相应处理程序，处理程序退出后将KeyCode恢复为0xFF，以便接收下一次按键。

[0031] 其中，PID控制运算过程为：氙灯电源3上电后，首先由单片机34控制点燃触发电路35触发氙灯高压触发器41工作，通过氙灯高压触发器41将氙灯42点燃；然后氙灯触发电路35停止工作，同时恒流控制模块36进入工作状态，为了进一步提高氙灯42工作时电流的稳定性，采用数字PID运算动态调整DA转换器的输出值，使流过氙灯42的电流与设定值的相对误差保持在恒定范围内。氙灯电源3进入恒流工作状态后，单片机34通过内部集成的AD转换器不断采集采样电阻R11两端电压值，并将该电压值经过计算转换为氙灯42的工作电流值，然后与设定值进行比较，计算获得实际工作电流值与设定值之间的误差，通过增量式PID运算计算获得修正值，将该修正值与当前DA转换器的设定值进行相加，相加的结果用来重新设定DA转换器的输出值。其中PID运算采用的增量式PID算法公式为：

[0032] Uk＝Kp×Ek+Ki×Ek-1+Kd×Ek-2，

[0033] 式中，Kp为比例系数，取值为0.9；Ki为积分系数，取值为0.6；Kd为微分系数，取值为0。Ek、Ek-1、Ek-2分别为设定值与AD转换器采集氙灯的工作电流的采样值在ｔ-2时，t-1时及ｔ时的误差值，t为当前时刻。

[0034] 综上所述，本发明在使用时，由于氙灯电源3采用液晶显示屏1设定电流值及实测电压或电流值，实现了精密的数字电流调节。通过实验验证，达到了很好的恒流控制效果，氙灯42正常工作后，其阳极及阴极两端电压的波动值为100mV。

[0035] 上述各实施例仅用于说明本发明，各部件的连接和结构都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件的连接和结构进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。