快速回電連閃閃光燈群的研究

摘 要：普通閃光燈回電時間的閃光燈難以達到凝固動態影像的目的，本研究以閃光燈群的方式使用FPGA快速同步控制曝光間隔時間可調的連閃，從而解決回電時間太慢的問題。

關鍵詞：快速回電；閃光燈；FPGA；曝光間隔時間可調

隨著閃光燈已經成為人們攝影的必需品，人們對攝影設備要求也越來越高，很多時候我們使用閃光燈。并不是因為光線不足以正確曝光，而是為了提高快門速度，以達到凝固動態影像的目的，現今市場上的單燈快速回電閃光燈采用單燈回電，從而使回電時間大大受到限制，根據閃光燈的檔次和類型不同，回電時間也有所不同，正常電能條件下，閃光燈的回電時間的變化幅度是在0.2-10秒的范圍。本研究采用多閃光燈組成的燈群，用FPGA控制引閃，具有高速同步，快速引閃，頻閃間隔可調的優勢。滿足了以低成本燈具滿足普通攝影者拍攝高速運動物體的需求。

1 概述

整個電路分為以下幾個部分：逆變電源，充放電功率電容，大功率氙燈，大功率造影LED，引閃電路，FPGA控制電路等及部分組成，以四只燈為例如圖1所示。

圖1 整體結構

2 工作原理

2.1 逆變電源部分

逆變電源由24v鋰電自激式逆變器提供，由兩組NPN型三極管和變壓器，次級采用大功率二極管整流電路組成的自激式逆變電源。自激式逆變有能夠提供大電流，電路簡單易于控制等特點。四路燈由四路逆變電源單獨提供避免串擾。圖2為自激式逆變器電路圖。該電路設計具有兩個次級，分別可以對需求不同閃光指數電容充電，用于滿足閃光指數可調。分別輸出400v和500v電壓。對電容充電由FPGA控制信號控制B-D、A-C的通斷，其中FPGA控制信號經過光耦有效的隔離功率級，使系統更穩定。圖3為充電控制圖。

圖2 自激式逆變器

圖3 FPGA控制充電電路

2.2 FPGA部分

產生四對互補的信號如圖4.5，a，a1；b，b1；c，c1；d，d1.其中a，b，c，d用來做引閃信號，a1，b1，c1，d1用來控制對應電容的充電。并且檢測熱靴信號輸出給FPGA，FPGA控制可控硅，達到引閃的目的。四路互補信號，以a，a1為例，當a觸發信號來時，a1充電停止，保證了閃光指數的穩定和保護氙燈燈管。FPGA外圍有一個12864和5個按鍵組成的顯示控制電路，實現頻閃間隔可調，循環次數可調的控制。

圖4 引閃信號

圖5 充電控制信號

2.3 引閃電路部分

采用熱靴控制信號給FPGA，FPGA給出四路連續信號通過觀點耦合器控制可控硅，可控硅控制電容對線圈放電達到引閃閃光燈的目的，引閃電壓為2.3萬伏，圖6為引閃電路圖，C5為104耐壓值為600v的CBB電容，VAA充電電壓為300v。

圖6 引閃電路

2.4 大功率氙燈和大功率LED

采用氙燈做閃光光源，通過一個瞬間的23000v的點火高壓對燈頭進行引燃，刺激氙燈發出色溫在4300k的光，非常接近太陽光的白光。10W大功率LED用來做造影燈。

3 結束語

通過對閃光燈的測試，閃光燈能夠在戶外各種環境下使用，且使用方便效果好，能夠捕捉快速運動的物體。滿足攝影者的攝影需求。

參考文獻

[1]王躍明，豐磊.超長壽命節能燈專用鋁電解電容器的研制[J].電子產品可靠性與環境試驗，2008（2）.

[2]周志敏.IGBT的發展與應用[J].電子元器件應用，2002（4）.

作者簡介：潘雨（1987-），男，河南信陽市人，碩士研究生，研究方向：無線電物理。

通訊作者：董彥輝（1968-），男，吉林公主嶺人，理學學士，中教一級職稱，研究方向：電化教育。