第四章 印刷制版中常用光源电路

印刷制版工艺中，如原稿的照明、电子分色扫描、加网曝光记录以及晒版等，都需要选用适当的电光源。


　　目前，印刷制版中所用光源大多数属于气体放电光源，也有常用的高压气体放电激励的激光光源，本章主要介绍印刷制版中常用电光源电路和激光光源。

第一节 印刷制版中常用电光源电路

一、氙灯电路

　　1．高压直流短弧氙灯电路。功率为0.5-3kW的高压直流短弧氙灯的触发电路如图4－1所示。它是振子火花型触发电路。T₁为振动子变压器，其变压比为1：130。T₂为脉冲变压器，变压比为1：10。





图4－1 高压直流短弧氙灯触发电路


　　电路工作原理是：当合上开关Q，电路接通50V直流电源，50V直流电压加于灯管两端。这时。因氙灯管内气体还没有产生电离，灯管不亮。


　　当按下常开按钮开关SB时（约3-5s），振子变压器T₁通电。由于变压器铁芯磁场的作用，使振子触点Z断开，此时，由于电源被切断，使T₁断电，铁芯失去磁性，触点Z受弹的推动又重新闭合，使T₁又一次通电工作。如此反复在T₁的次级感应产生3-6kV的高压，电容C₁为缓冲电容，它与振子触点并联，以消除触点产生的火花，同时还可改善初级的波形，C₁的电容量在2-4μF之间，耐压160-400V。


　　T₁次级感应产生的高压在交变电压每半周向储能电容C₂充电，当电容C两端电压达到火花隙G的击穿电压时，火花隙击穿，电容C₂通过G向脉冲变压器T₂的初级进行高频放电，并在T₂的次级感应出高达1万伏左右的高频电压。在此高频高压作用下使管内氙气产生火花放电。若触发器有足够能量输出时，放电的粒子轰击阴极达到一定的高温，使阴极发射大量电子，这时灯管内就由火花放电过渡到弧光放电，灯就点亮了。当氙灯点燃后应立即松开按钮开关SB，从而切断触发电路电源，使氙灯由主电路的50V直流电源供电工作。可调电阻RP串接在灯管回路里作为限流器，用以调整氙灯的工作电流；C₃是高频旁路电容，触发时C₃和T₂的次级及灯管EL组成高频回路，并防止高频串入直流电源。


　　2.交流长氙灯电路。交流长弧氙灯触发器通常采用火花型触发器，也可采用一般的振子型触发器。图4－2所示为火花型触发器电路原理图。T₁是高压变压器，它能把220V，50Hz的交流电，升至3.5-5kV的高压。T₂是脉冲变压器，变压比1：7至1：10。





图4－2 交流长弧氙灯电路


　　电路工作原理是：当接通电源开关Q，按下触发按钮开关SB，高压变压器T₁次级感应输出交流高压，经R每半周向储能电容C₁充电，当C₁电压升至火花隙G击穿电压时，G被击穿。此时C₁、G和T₂的初级绕组L₁就组成了放电回路。当G击穿时形成电弧放电产生出各种频率的电波，这些电波中只有与L₁、C₁振荡回路频率相同的高频振荡能够获得谐振，谐振频率为f=1/2π(L₁C₁)^1/2，它经脉冲变压器T₂可升压至数万伏，使灯管EL在高频高压下击穿电离；当触发器输出能量足够时，使灯管转化为弧光放电，这时氙灯点燃。当氙灯点亮后立即松开按钮开关SB，切断触发器电源，这时，氙灯就靠220V交流供电工作。扼流圈L₃串接灯管回路里作为限流器。为防止变压器T₂升温过高，电路中串接限流电阻R，电容C₂为高频旁路电容，防止高频串入220V电源。


　　3．脉冲氙灯电路。脉冲氙灯灯管用石英玻璃制成，管两端封入两个钍镍电极，管内充以氙气，气压为100-300mmHg，在灯管外壁涂以带形金属薄膜或用金属丝沿灯管绕成螺旋形做点燃极与脉冲变压器高压输出端相连。由于氙灯是脉冲输出，可在极短时间内发出极强的光，亮度极高。由于其发电光谱与日光接近，特别适用于印刷分色制版，由于光强，曝光速度快，更适用于直接加网分色。脉冲氙灯还可作为动态全息摄影所用红宝石激光器的泵浦源脉冲氙灯触发电路如图4－3所示。





图4－3 脉冲氙灯触发电路


　　电路由三部分组成：


　　①由限流电阻R₆和稳压管VZ构成稳压电路，电压U_b作单结晶体管VU的直流电源。


　　②由电阻R₁、R₂、R₃、R₄、电容C₃和单结晶管VU组成一弛张振荡电路，用以产生触发脉冲，控制晶闸管VT定时导通。


　　③由电阻R₅、电容C₁、晶库管VT和脉冲变压器T的初级绕组组成电容C₁的充放电电路，使脉冲变压器T的次级感应高压脉冲，使灯管内氙气击穿电离。


　　电路工作原理可作如下分析：


　　当电源接通时，3个直流电源（GH、AB、EF）同时供电，但灯管并不能点亮。由主电路输入的高压直流电源EF对电容组C₂充电；充电电源AB通过电阻R，线圈L₁对电容C₁充电。稳压电源U_b通过R₃、R₄对电容C₃充电，当电容C₃两端的电压U逐渐升高，U_e＜U_p（峰点电压）时，单结晶体管输出电阻R₁的端电压U＝0，晶闸管VT处于截止状态。当U_e＞U_p时，单结晶体管导通，导通电流为I_e，则U_R1＝_eR₁，当U_R1大于晶闸管VT导通电压时，VT导通。这时，聚积在C₁上的电荷将通过VT、L₁回路放电，于是在脉冲变压器T的次级感应输出高频高压，使灯管击穿。同时主电路的高压储能电容通过灯管放电将氙灯点亮，当C₁的放电电流低于晶闸管VT的维持电流时，VT即自动关断，这样就完成一个触发脉冲，按钮开关SB可代替VT实现手动控制，作为应急之用。


　　4．双氙灯电路。原稿照明中常用双氙灯管，此光源是功率为1.5kW的管状氙灯，常由四只分为相同的两组。


　　双氙灯电路如图4－4所示，图中EL₁、EL₂是两只管状氙灯；CF是振子式高频高压触发器；TA为氙灯镇流器；R为起动限流电阻，阻值8Ω；6M、7M为冷却风机。曝光时间的控制，有手动与自动两种；DG为自动开关，SA为手动开关。





图4－4 双氙灯电路原理图


　　电路工作原理是：当开关SA合上时，继电器KA₄吸合，其常开触点KA₄闭合，使接触器KM₉通电吸合，KM₉常开触点闭合，冷却风机6M、7M运转，同时触发电路开始接通，其电流流向是：


　　电源B→KM₉（常开闭合）→KT（常闭触头）→相→L₁（振子线圈）→L₂（高压变压器原线圈）→0


　　振子G受振子经圈L₁中铁芯吸引而使电路断开，由于电路断电，振子触点依靠弹簧又重新接通电路，并如此重复振动。当振子断开时，电源对谐振电容C₃充电，振子接通时，C₃上的电荷通过L₂进行谐振放电，其谐振频率由式f=1/2π(L₂C₂)^1/2决定。所以变压器T的原绕组L₂中通过的是高频电流，这样的高频电流就在副绕组L₃中产生高频高压电动势。它激励氙灯EL₁和EL₂，使管内气体电离，由于氙灯EL₁和EL₂串接在相线B、C之间，在300V电压作用下，氙灯导通点燃。限流电阻R与镇流器线圈TA串接，起限流作用，当TA流过足够工作电流时，其次级中感应电流使继电器KA₆吸合工作，KA₆常开触点闭合使时间继电器KT通电工作，使常闭触头延时断开相线C，KA₃常开触头闭合将灯源的一端接通零线。此时，氙灯进入正常工作。其工作电流流向是：


　　电源B→KM₉（常开闭合）→EL₂→EL₁→TA→KA₃（常开闭合）→0


　　时间延时继电器KT的作用，是为了让限流器TA中工作电流稳定一段时间后，再断开触发电路，接通继电器KA₃使氙灯正常工作，电容C₅是灯管EL₂的高频旁路电容，C₂、C₄是灯管EL₁的高频旁路电容。

二、镝灯电路

　　镝灯是印刷制版中应用较多的新型电光源，它是一种金属卤化物的气体放电光源，管内充以镝、钬、汞、碘等元素，也称镝钬灯。镝灯管状为长管状，其中间做成圆球形。光色近氙灯，光效较氙灯高1倍约801m/W，亮度极高，色温在5000－6000K。


　　由于镝灯的电离电位低，故触发电压较氙灯低，较易触发点亮。其触发电路较为简单，通常采用振子型触发电路。


　　输出功率为1－3kW的镝灯触发电路，如图4－5所示。图中，T为高频高压变压器，L₁为振子线圈，L₄为镇流器，C₁为谐振电容，它与高频变压器原绕组L₂组成谐振回路，KA是电流继电器，C₂为高频旁路电容。


　　电路工作原理是：当开关Q接通电源后，灯管EL的两端就加上220V的交流电压，但这个电压并不能使镝灯点亮。在电源接通时，电磁振子触点G断开时，电源对C₁充电；G接通时，谐振频率为f=1/2π(C₁L₂)^1/2，由于L₂内有高频电流通过，高频高压变压器T的付绕组L₃内将感应产生高频高压，并通过高频旁路电容C₂加在灯管的两端，使镝灯起辉。由于灯管电极的迅速升温，使其逐渐过渡为弧光放电。当电流上升到一定数值时，电流继电器KA动作，其常闭触点断开触发电路电源，在交流220V电压作用下，使镝灯进入正常工作状态。高频旁路电容C₂，用以防止高频串入电源。

[时间：2001-11-20  作者：杨皋 张长峰  来源：《印刷设备电路与控制》·第四章 印刷制版中常用光源电路]