专利名称：一种直流二氧化碳激光器高压电源模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电源模块，具体地说，本发明涉及一种直流二氧化碳激光器高压电源模块。
背景技术：
直流二氧化碳激光器工作时需要提供一个高达50kV的直流高压在其两端的电极上，此高压会在很短时间内(IOOus左右)将激光器内的混合气体击穿并开始辉光放电，在此放电过程中激光器会根据放电电流的大小输出相应功率的激光。激光器内的放电特性为负阻抗特性，其高压击穿后的工作电压会随着工作电流的增大而减小。由于传统的设计对现场可能出现的问题预估不足，将导致目前的直流二氧化碳激光器电源模块不能及时停机， 而引起更加严重的问题。由于直流二氧化碳激光器输出功率的增大，必然导致激光器腔内长度的增大，从而导致激光器的触发电压增大。此电压的升高必然带来高压连接部分的绝缘问题；激光器在用户现场工作时，有时会因为工作现场湿度高、缺乏维护等原因导致高压绝缘条件不良；某些激光器系统可能会出现高压回路连接不良的情况，出现低压回线开路， 将导致整个直流二氧化碳激光管处于危险的对地高压状态。在特殊情况下可能会置操作和维修人员于危险高压之下。当这些问题存在时，轻则引起高压部分对地打火；重则引起严重的高压对地放电或者引起人员触电的危险。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够检测电压及时停机的直流二氧化碳激光器高压电源模块。为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的
这种直流二氧化碳激光器高压电源模块，包括与火线L和零线N连接的输入滤波/保护电路，输入滤波/保护电路的输出端并联着主电路和控制电路，主电路和控制电路之间连接有高压变压器，并且在高压变压器和控制电路之间设置有直流二氧化碳激光管，所述控制电路包括与误差信号放大器和PWM驱动电路串联的给定值预处理电路，与输入滤波/ 保护电路并联的控制电路用直流电源变换器，所述给定值预处理电路的误差信号检测上还设置有与输出电流检测网络串联的电流控制闭环反馈信号，所述PWM驱动电路上并联有功率驱动电路、输出电压限制器和逻辑控制单元，逻辑控制单元上并联着启/停、极高电压警报、高温警报、外部联锁、警报状态指示以及与输出电流检测网络连接的极高电流警报，所述给定值预处理电路的误差信号检测输出端与逻辑控制单元之间并联着相互串接在一起的电流/电压模式检测电路和电压模式超时带锁定警报，所述电压模式超时带锁定警报上设置有警报复位信号。进一步地，所述主电路包括整流/滤波电路和与整流/滤波电路及功率驱动电路相连接的功率开关器件。进一步地，所述高压变压器包括与整流/滤波电路和功率开关器件连接的原级线圈、与输出电压限制器和极高电压警报连接的输出电压检测线圈以及次级线圈。再进一步地，所述次级线圈一端设置有连接直流二氧化碳激光管的高压输出，另一端接地GND。更进一步地，所述直流二氧化碳激光管通过低压电流回线与控制电路中的输出电流检测网络连接。与现有技术相比，本发明的有益之处是这种直流二氧化碳激光器高压电源模块能够有效保证高压绝缘的良好性能，保证直流二氧化碳激光器电源模块在特定情况下及时停机，增强了安全系数。
下面结合附图对本发明进一步说明。图1是本发明一种直流二氧化碳激光器电源模块原理框图。图中1、主电路，1-1、整流/滤波电路，1-2、功率开关器件；2、控制电路，2-1、给定值预处理电路，2-2、控制电路用直流电源变换器，2-3、功率驱动电路，2-4、输出电压限制器，2-5、误差信号放大器，2-6、PWM驱动电路，2-7、启/停，2_8逻辑控制单元，2_9、极高电压警报，2-10、高温警报，2-11、外部联锁，2-12、警报状态指示，2-13、极高电流警报，2-14、 输出电流检测网络，2-15、电流控制闭环反馈信号，2-16、电流/电压模式检测电路，2-17、 电压模式超时带锁定警报，2-18、警报复位信号；3、高压变压器，3-1、原级线圈，3-2、次级线圈，3-3、输出电压检测线圈；4、输入滤波/保护电路；5、直流二氧化碳激光管；6、低压电流回线；7、高压输出。
具体实施例方式
下面结合附图及具体实施方式
对本发明进行详细描述
图ι所示一种直流二氧化碳激光器电源模块原理，包括与火线L和零线N连接的输入滤波/保护电路4，输入滤波/保护电路4的输出端并联着主电路1和控制电路2，主电路 1和控制电路2之间连接有高压变压器3，并且在高压变压器3和控制电路2之间设置有直流二氧化碳激光管5，所述控制电路2包括与误差信号检测、误差信号放大器2-5和PWM驱动电路2-6串联的给定值预处理电路2-1，与输入滤波/保护电路4并联的控制电路用直流电源变换器2-2，所述给定值预处理电路2-1的误差检测信号还设置有与输出电流检测网络2-14串联的电流控制闭环反馈信号2-15，所述PWM驱动电路2_6上并联有功率驱动电路2-3、输出电压限制器2-4和逻辑控制单元2-8，逻辑控制单元2-8上并联着启/停2_7、 极高电压警报2-9、高温警报2-10、外部联锁2-11、警报状态指示2-12以及与输出电流检测网络2-14连接的极高电流警报2-13，所述给定值预处理电路2-1的误差检测输出端与逻辑控制单元2-8之间并联着相互串接在一起的电流/电压模式检测电路2-16和电压模式超时带锁定警报2-17，所述电压模式超时带锁定警报2-17上设置有警报复位信号2-18 ； 所述主电路1包括整流/滤波电路1-1和与整流/滤波电路1-1及功率驱动电路2-3相连接的功率开关器件1-2 ；所述高压变压器3包括与整流/滤波电路1-1和功率开关器件1-2 连接的原级线圈3-1、与输出电压限制器2-4和极高电压警报2-9 ；所述次级线圈3-2 —端设置有连接直流二氧化碳激光管5的高压输出7，另一端接地GND ；所述直流二氧化碳激光管5通过低压电流回线6与控制电路2中的输出电流检测网络2-14连接。所述控制电路 2的逻辑控制单元2-8可以采用门电路实现，也可以采用单片机实现。如果采用单片机，则很容易将高压电源升级为智能性，可以实现输出电压、输出电流的信号采集、冷却风扇故障检测、远程遥控等功能。工作时，电路开关器件打开，在高压变压器3的原级线圈3-1内会形成脉冲电流， 通过高压变压器3的磁芯耦合，在次级线圈3-2上会产生感生电压，经高压二极管整流后， 形成脉动直流高压；高压变压器3内还有一个输出电压感应线圈3-3，控制电路2通过检测输出电压感应线圈3-3上的电压以控制和监测高压输出值；控制电路2在启动信号有效且没有内部警报的情况下，检测电流反馈信号的大小与电流给定值的误差，根据此误差信号的大小，确定PWM驱动电路2-6输出信号脉冲宽度，从而调节输出电流的大小，以将误差电流值减到最小。需要强调的是以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰， 均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种直流二氧化碳激光器高压电源模块，包括与火线(L)和零线(N)连接的输入滤波/保护电路(4)，输入滤波/保护电路(4)的输出端并联着主电路(1)和控制电路(2)， 主电路(1)和控制电路(2 )之间连接有高压变压器(3 )，并且在高压变压器(3 )和控制电路 (2)之间设置有直流二氧化碳激光管(5)，所述控制电路(2)包括与误差信号放大器(2-5) 和PWM驱动电路(2-6)串联的给定值预处理电路(2-1)，与输入滤波/保护电路(4)并联的控制电路用直流电源变换器(2-2)，所述给定值预处理电路(2-1)的信号灯上还设置有与输出电流检测网络(2-14)串联的电流控制闭环反馈信号(2-15)，所述PWM驱动电路(2-6) 上并联有功率驱动电路(2-3)、输出电压限制器(2-4)和逻辑控制单元(2-8)，逻辑控制单元(2-8)上并联着启/停(2-7)、极高电压警报(2-9)、高温警报(2-10)、外部联锁(2-11)、 警报状态指示(2-12)以及与输出电流检测网络(2-14)连接的极高电流警报(2-13)，其特征在于所述给定值预处理电路(2-1)的误差信号检测输出端与逻辑控制单元(2-8)之间并联着相互串接在一起的电流/电压模式检测电路(2-16)和电压模式超时带锁定警报 (2-17)，所述电压模式超时带锁定警报(2-17)上设置有警报复位信号(2-18)。
2.根据权利要求1所述的直流二氧化碳激光器高压电源模块，其特征在于所述主电路(1)包括整流/滤波电路(1-1)和与整流/滤波电路(1-1)及功率驱动电路(2-3)相连接的功率开关器件(1-2)。
3.根据权利要求1所述的直流二氧化碳激光器高压电源模块，其特征在于所述高压变压器(3)包括与整流/滤波电路(1-1)和功率开关器件(1-2)连接的原级线圈(3-1)、与输出电压限制器(2-4)和极高电压警报(2-9)连接的输出电压检测线圈(3-3)以及次级线圈(3-2)。
4.根据权利要求3所述的直流二氧化碳激光器高压电源模块，其特征在于所述次级线圈(3-2 ) —端设置有连接直流二氧化碳激光管(5 )的高压输出(7 )，另一端接地(GND )。
5.根据权利要求1所述的直流二氧化碳激光器高压电源模块，其特征在于所述直流二氧化碳激光管(5)通过低压电流回线(6)与控制电路(2)中的输出电流检测网络(2-14) 连接。
全文摘要
本发明公开了一种直流二氧化碳激光器高压电源模块，包括输入滤波/保护电路，输入滤波/保护电路的输出端并联着主电路和控制电路，主电路和控制电路之间连接有高压变压器，并且在高压变压器和控制电路之间设置有直流二氧化碳激光管，所述控制电路包括给定值预处理电路和控制电路用直流电源变换器，所述给定值预处理电路的信号灯输出端与逻辑控制单元之间并联着相互串接在一起的电流/电压模式检测电路和电压模式超时带锁定警报，所述电压模式超时带锁定警报上设置有警报复位信号。这种直流二氧化碳激光器高压电源模块能够有效保证高压绝缘的良好性能，保证直流二氧化碳激光器电源模块在特定情况下及时停机，增强了安全系数。
文档编号H01S3/097GK102364769SQ20111036926
公开日2012年2月29日 申请日期2011年11月21日 优先权日2011年11月21日
发明者莫金健 申请人:苏州吉矽精密科技有限公司