摘要 规划了一种依据HV9910的自适应温度宽电压规模的高亮度频闪灯，其使用HV9910的宽电压特性，可在10～50 V宽电压规模内高亮度作业。结合HV9910的LD端及二极管的热敏特性，使其依据内部温度改变调理频闪能量，并使用HV9910的内部电源给微功耗的MK6A12P单片机供电，使频闪灯具有过压维护及多种形式作业的功用。
频闪灯与一般灯比较，因其体积小，短时刻内宣布强光，因而被广泛用于化学分析仪器、工业定位检测及交通警示等范畴。现有的高亮度频闪灯的作业电压规模小，一般12～24 V，且无温度补偿功用，因而长时刻在高温条件下作业时，储能电容的温度过高，储能电容爆裂，或大幅减缩使用寿命。
HV9910是美国Supertex公司出产的一种低成本、PWM操控芯片，可在8～450 V规模内作业，且可向外部供给7.5 V、1 mA的电源，现在常用于LED驱动规划中。使用上述特色规划了一种10～50 V宽电压规模内作业且自适应内部温度改变的高亮度频闪灯。
1 依据HV9910的宽电压高亮度频闪灯
1.1 全体电路框图
高亮度频闪灯主要由内部温度检测、过压检测、作业形式设置、驱动及脉冲触发部分组成，具有完善的维护功用和高温自适应功用，全体电路框图如图1所示。
1.2 HV9910的特性
HV9910的内部结构框图如图2所示。
Vin为高压输入脚，可输入8～450 V;Vdd脚外接电容供给芯片作业电压，一起向外电路供给7.5 V、1 mA最大电流;CS脚为电流采样端，与内部的参阅电压0.25 V比较后发生PWM波形;使用LD脚可设置低于0.25 V参阅电压;PWM_D为使能输入端，低电平时芯片中止作业。
1.3 宽电压规模的反激式升压电路规划
高亮度频闪灯作业要求在0.8～1.2 s内给100μ以上的储能电容，贮存400 V以上的电压后向频闪管中放电，然后宣布强光。为满意上述要求，使用HV9910规划了在10～50 V宽电压规模作业的反激式升压器，如图3所示。
同一类型MOSFET的导通内阻具有杰出的一致性，因而使用MOSFET管的导通内阻完成对电感电流的检测。为阐明图3中三极管Q2的作业原理，在图4顶用二极管D2、D1替代Q2进行阐明。
当升压电路作业时，电流检测电路中各点的作业情况如图5所示。
在电流检测电路中，二极管PN结的正导游通电压会随作业环境温度改变而改变，为战胜这种缺点，选用将D2、D1对接办法来消除温度对检测电路的影响。在开关管Q1导通时刻Ton内，C点为高电平，开关管Q1和二极管D2、D1导通，A点电压即为开关管Q1导通压降UDS_on，经二极管D2、D1反应到B点，此刻B点电压由式(1)决议
UB=UDS_on+UD2-UD1 (1)
因二极管D2、D1导通压降根本相同，此刻开关管导通压降UDS_on即为B点电压，如图5所示，在Ton时刻内导通压降UDS_on很好地反应到了B点，再经电阻R6、R8将B点电压分压后，与CS端的参阅电压Uref进行比较。当反应到CS端的电压升到Uref时，开关管Q1封闭，此刻电感电流为峰值IP，变压器T1初级电感导通时贮存的能量WL即可由式(2)确认
在封闭时刻Toff内C点为低电平，A点电压反激为高电压，因二极管D2处于截止状况，此刻B点电压为零。
在确认了电感贮存的能量WL与储能电容需贮存的能量Wc的前提下，为使高压电容在Tc时刻内两头电压到达Uc时，开关管需导通次数N由式(3)确认，其间η是变压器的输出功率，f为作业频率
当电容充电时刻Tc取0.8～1.2 s，高压储能电容容值为100μF、电压为400 V，变压器的输出功率η=80%时，使线圈电感量为60μH，确认了作业频率f应高于40 kHz才干满意规划要求，又HV9910的PWM频率Fosc由与Rosc脚相连的电阻确认。归纳考虑各种因素，确认频率Fosc为50 kHz，即与Rosc脚相连499 kΩ的电阻。
1.4 频闪灯内部温度的自适应调理原理
频闪灯高亮度办法作业时内部温度会到达100℃以上，而高压储能电容的最高温度为105℃，高压电解电容长时刻在高温状况下时，内部的电解液干燥，缩短了使用寿命。
因而在频闪灯不中止作业的前提下，选用随其内部温度升高而恰当下降发光时开释能量的办法。其作业形式如图6所示。
图6中可知，跟着频闪灯内部温度的升高，C1的充电速率减小，下降C1充电电压最大值。
本次规划中，使用二极管PN结热敏特性特性规划了温度自适应调理电路。二极管的PN结的正向压降UD与温度升联系由式(5)决议
UD=Ugo-KT (5)
式中，Ugo为定值;K是正向压降随温度改变的系数(K约为2 mV/℃)。图3中温度自适应调理电路是把D4的正导游通电压UD通过电阻R4、R7分压后反应到LD端。在式(6)中，反应到LD端的电压为UL
在UL低于0.25 V时，使用LD端的可设置低于0.25 V参阅电压的特色，使参阅电压Uref随温度T升高而下降。
图7为当温度T在22～80℃规模内改变时，LD端电压的改变曲线图。
经实测标明，使用二极管热敏特性及HV9910的LD端能调整CS端内部的Uref。由式(2)、式(3)与式(6)得温度T与在电容充电时刻Tc内输入能量Wc的联系，即
从式(8)可见，温度T与电容电压Uc为反改变联系。1 s内给100μF高压储能电容C1充电，其电压改变曲线如图8所示。
如图8所示，温度在22～80℃规模改变时，对应在1 s内高压储能电容C1能充到的最高电压改变规模为428～340 V，完成了对频闪灯内部温度的自适应调理。
1.5 MK6A12P单片机操控电路的规划
MK6A12P单片机具有低功耗特性，为使其正常作业，需为其供给一小功率电源，独自供给的小功率电源使全体电路变杂乱。HV9910的内部电源能向外供给7.5 mW功率，满意MK6A12P单片机正常作业需求，因而选用HV9910的内部电源直接给MK单片机供电的办法，下降电路的杂乱度。
频闪灯全体作业电路如图9所示，其间MK6A12P单片机PB1脚的电压UPB用于判别电路是否处于过压状况。当输入电压Ui低于51 V时，UPB= UcR11/(R11+R1)-UD5，当Ui高于51 V时，UPB=Ui-UD3-UD5。通过检测UPB是否大于1.5 V，判别电路是否为过压状况。
当电路处于过压状况时，单片机通过操控HV9910的PWM_D端，中止电路作业，一起可依据实际使用需求，使用单片机设置不同的作业形式。
2 实测成果
图10和图11分别为当输入电压为10 V和50 V时，A点、B点、C点的电压波形图。
从实测成果可见，在设定的输入电压规模内，升压电路能正常作业，完成了宽电压作业的意图。
3 结束语
依据HV9910芯片规划的宽电压高亮度频闪灯，通过试验得出如下定论：高亮度频闪灯在10～50 V宽电压规模杰出作业，其内部温度自适应电路能跟着温度改变，合理地调整发光时频闪管开释的能量，多种作业形式及过压维护电路使这种灯的可靠性与实用性得到了增强。
