大功率激光器的脉冲激励电源的制作方法

文档序号:13807300阅读:592来源:国知局
大功率激光器的脉冲激励电源的制作方法

本发明涉及激光器电源技术领域,特别涉及一种大功率激光器的脉冲激励电源。



背景技术:

近二十年来,激光加工技术在先进制造加工领域的地位越来越重要,特别是大功率应用的利用与,提高激光设备的可控性、运行的稳定性、高效率及安全可靠性已经成为激光设备发展的核心。而在激光设备中,电源是其中最关键的技术,电源的性能和指标决定着激光设备的技术水平。但是,现有的激光设备中使用的电源往往存在功耗大、功率因数低、放电不稳定,且输出电压范围窄等问题。并且存在对传统资源的过分依赖现象,成本较高,脉冲的响应时间长,对于高功率、高电压输出环境需要预热等较为复杂的适应流程。



技术实现要素:

本发明的目的旨在至少解决所述的技术缺陷之一。

为了实现上述目的,本发明一方面的实施例提供一种大功率激光器的脉冲激励电源,包括旋转开关、高压充电电路、开关触发器、lc反转电路;所述高压充电电路的输出端分别连接旋转开关和开关触发器;所述lc反转电路并联在旋转开关两端;所述lc反转电路的输出端连接激光器;

所述高压充电电路包括高压直流电源、谐振充电电感、三相升压变压器、三相桥式整流器;所述高压直流电源、三相升压变压器、三相桥式整流器依次连接,所述三相桥式整流器一端连接谐振充电电感,所述谐振充电电感的另一端依次串联第一分压电阻和第二分压电阻,所述第二分压电阻接地。

优选的,所述开关触发器包括触发信号源、信号处理单元、功率放大单元、高压脉冲变压器;所述触发信号源、信号处理单元、功率放大单元依次连接;所述功率放大单元与高压充电电路的输出端相连接;所述功率放大单元与高压脉冲变压器相连接;所述高压脉冲变压器的输出端与旋转开关相连接。

优选的,所述旋转开关为三电极双间隙结构;所述三电极双间隙结构包括分布在两侧的两个侧电极和位于所述侧电极中间的主电极。

进一步,所述lc反转电路与高压充电电路的输出端分别连接所述旋转开关的侧电极;

优选的,所述lc反转电路包括第二电感、第三电感、主储能电容、预电离电容充电;所述高压充电电路的输出端通过第二电感、第三电感分别与主储能电容和预电离电容串联,分别为主储能电容和预电离电容为充电。

根据本发明实施例提供的大功率激光器的脉冲激励电源,利用旋转开关脉冲激发功率高的特点,与高压充电电路结合,使得整个激光器激励电源能够耐受高压,抗击强大脉冲电流的烧蚀,耐受较强短路冲击,代替了传统激光器激励电源中对氢闸流管的过分依赖降低成本、脉冲响应迅速、工作寿命长,配套结构简单。对于高电压、大电流窄脉冲有较强的适用性,不用提供预热时间便于车载运输。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:

图1为本发明实施例提供的大功率激光器的脉冲激励电源的电路结构框图;

图2为图1中大功率激光器的脉冲激励电源的高压充电电路的电路原理图;

图3为图1中大功率激光器的脉冲激励电源的lc反转电路的电路原理图;

图中1、旋转开关;2、高压充电电路;3、开关触发器;4、lc反转电路。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

如图1所示,本发明实施例的一种大功率激光器的脉冲激励电源,包括旋转开关1、高压充电电路2、开关触发器3、lc反转电路4;高压充电电路2的输出端分别连接旋转开关1和开关触发器3;lc反转电路4并联在旋转开关1两端;lc反转电路4的输出端连接激光器。

如图2所示,高压充电电路2包括高压直流电源、谐振充电电感、三相升压变压器t1、三相桥式整流器q1;高压直流电源、三相升压变压器t1、三相桥式整流器q1依次连接,三相桥式整流器q1一端连接谐振充电电感l1,谐振充电电感l1的另一端依次串联第一分压电阻r1和第二分压电阻r2,第二分压电阻r2接地。高压直流电源产生高压电源经过三相升压变压器和三相桥式整流器形成三相高压直流电信号,该三相高压直流电信号经由谐振充电电感和电阻分压后形成供电电压输出端hv。

开关触发器3包括触发信号源、信号处理单元、功率放大单元、高压脉冲变压器;触发信号源、信号处理单元、功率放大单元依次连接;功率放大单元与高压充电电路2的输出端相连接;功率放大单元与高压脉冲变压器相连接;高压脉冲变压器的输出端与旋转开关1相连接。触发信号源用于产生100-400hz的重复脉冲,信号处理单元接收触发信号源发出的信号脉冲,并将接收到的信号脉冲进行处理,得到幅值、相邻脉冲时间间隔一致的重复脉冲组,并将重复脉冲组输出到功率放大单元,功率放大单元与高压充电电路2的输出端相连接;高压脉冲变压器,用于输出幅值电压约为30kv的高压尖峰脉冲。

如图3所示,旋转开关1为三电极双间隙结构,能够耐受高压,抗击强大脉冲电流的烧蚀、不怕短路。

lc反转电路4与高压充电电路2的输出端分别连接旋转开关1的高压侧电极;高压充电电路2的输出端(hv)通过第二电感(l2)、第三(l3)分别为主储能电容c1和预电离电容c2充电,当开关触发器3的触发脉冲激励旋转开关1导通后,lc反转电路4在激光器的主放电电极和预电离针间隙分别形成按照一定时序工作的放电脉冲。

本发明在使用中,高压直流电源高压直流电信号,该三相高压直流电信号经由谐振充电电感和电阻分压后形成供电电压输出端hv,由hv端为开关触发器3和旋转开关1供电,旋转开关1的旋转与开关触发器3的触发信号源共同产生脉冲信号,即当开关触发器3的触发脉冲激励旋转开关1导通后,lc反转电路4在激光器的主放电电极和预电离针间隙分别形成按照一定时序工作的放电脉冲;该放电脉冲由其内部的高压脉冲变压器产生幅值电压约为30kv的高压尖峰脉冲,该高压尖峰脉冲经过lc反转电路4进行相位反转,反转后的高压尖峰脉冲用于为激光器提供脉冲激励。

利用旋转开关脉冲激发功率高的特点,与高压充电电路结合,使得整个激光器激励电源能够耐受高压,抗击强大脉冲电流的烧蚀,耐受较强短路冲击,代替了传统激光器激励电源中对氢闸流管的过分依赖降低成本、脉冲响应迅速、工作寿命长,配套结构简单。对于高电压、大电流窄脉冲有较强的适用性,不用提供预热时间便于车载运输。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

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