专利名称：激光电源的制作方法
技术领域：
本发明属于医疗机械的电源。
目前，激光医疗机处于发展中的一种新型医疗器械，种类很多。但就其电源电路结构而言，则基本上是一样的，如将220伏工频电压经升压变压器升压后，再经高压电容两倍或三倍压，使电压升到CO2激光器的起辉电压，通过限流电阻获得下降的外特性，从而稳定激光器的工作点，调节变压器初级线圈(称为粗调)，调节次级电阻(称为细调)。中国科学计算中心鹭岛公司激光器机厂生产的激光医疗器，其电源电路结构就属于上述所述类型。该电路的缺点较多1.抗网路电压波动能力很差，当网路电压低于220伏时，需外接稳压电源;
2.由于没有反馈回路，抗负载变化的能力较差，所以，激光输出功率稳定性差;
3.采用工频升压变压器，倍压电容，限流电阻组成的电源体积庞大，重量增加，成本高;
4.在限流电阻上消耗的有功功率较大，使电源的转换效率低;
5.限流电阻长期处于发热状态下工作，易于损坏，使电源寿命缩短。
鉴于以上问题，目前很多人对小功律CO2激光器电源进行了一系列的研究，如“用于气体激光电源的高压恒流调节器特性分析”(发表在1987年第8卷第6期《激光杂志》上)。这是一种由真空电子管，晶体管和运算放大器构成的高压恒流源的工作特性。该结构的缺点是;采用工频升压变压器，电容倍压和串入一定数值的限流电阻，真空电子管，晶体管，体积庞大，增加重量，成本高;因真空管和晶体管处于放大工作状态，消耗能量和发热量都很大，电流的转换效率低;该电路对元件要求很高，抗网路波动的范围不宽，电源寿命不长。因此，此种类型的电源仅用于Ne-Ne激光管，尚未用于CO2激光管中。
发表在1986年第6卷第2期《应用激光》杂志上的“无变压器脉冲宽调制型气体激光电源”，它是国内首次将高频逆变稳压电源用于激光器中。它也存在下列缺点因逆变频率较低，变压器体积和重量也大，不能完全去掉高压次级端的限流电阻和高压滤波电阻，影响了整机的转换效率的提高，发热量大，所以机内必须安装电风扇;抗网络电压波动范围不大，采用脉宽调节电流，使调节范围窄，因此也未用于产品生产。
本发明所提供的5WCO2激光电源，克服了以上现有技术中所述电源的缺点。
本发明的主要组成部分分为主电路和控制电路两大部分。主电路由调压电路，整流储能电路，逆变功放升压电路组成。控制电路由100KHZ矩形脉冲产生电路，驱动电路，检测器1、2组成，(见附
图1、2)调压电路由可控硅，给定值电路，触发脉冲产生电路及移相电路组成，其功能是调节激光输出功率。整流储能电路由整流桥，电感H1和高频无感电容器组成，其功能是将交流转成直流后向电容器充电储能，当大功率高频开关晶体管导通后，迅速向变压器放电。逆变功放和升压电路是由大功率高频开关晶体管T，升压变压器B2，电感H2，H3电容C，高频开关二级管D组成。大功率开关晶体管产生f＝100KHZ的矩形脉冲电流，电压送入变压器升压后向CO2激光器提供工作电流和电压，H2，C和D组成去磁电路，提高变压器的工作效率，同时H2还可以限制电流的上升速度，以减小开关管导通瞬间的能耗。电感H3并在基极和发射极之间是使T管迅速可靠判断。脉冲产生电路产生f＝100KHZ矩形方波脉冲，经驱动电路放大后，驱动大功率高频开关管T。检测器1，2分别从网路输入端和激光器放电回路取反馈信号，监测网路电压和负载的变化，稳定激光器工作点。调节电位器R21和R10可分别改变网路电压的反馈信号和激光器放电回路的反馈信号的大小。调节电位器R27可无级连续调节激光器工作电流从而调节激光器输出功率的大小。R12是热敏电阻，起着温度补偿作用。
本发明的电源由调压电路(1)，整流储能电路(2)，逆变功放升压电路(3、4)，100KHZ矩形脉冲产生电路(5)，驱动电路(6)，检测器1(7)，检测器2(8)，及激光管(9)组成(参见图1)。
本发明包括调压电路，整流储能电路，逆变功放升压电路，检测器1，检测器2。
图2，表示发明的调压电路的一种接线法。元件1与元件2的正极相接，元件4的正极及元件3的一端相接，元件2的负极与地线相接，元件3的另一端与元件9的第一脚相接，元件9的第二脚与元件8相接，元件10的一端和元件11的正极相接，元件8、10的另一端与地线相接，元件11的负极与元件12的一端相接，元件12的另一端与元件33的第三脚相接，元件4的负极与元件5，13，20相接，25的一端及元件31的第八脚相接，元件5的另一端与元件6的一端和元件14的正极相接，元件6的另一端与元件9的第三脚和元件7的一端相接，元件7，13的另一端与地线相接，元件14的负极与元件30的第七脚和元件15的一端相接，元件15的另一端与元件30的第六脚、元件17相接，元件17的另一端与元件19、20、32的一端相接，元件30的第五脚与元件16、18的一端相接，元件18、19的另一端与地线相接，元件16的另一端与元件30的第一脚，元件21的一端相接，元件21的另一端与元件30的第二脚，元件23的一端相接，元件23的另一端与元件31相接，元件30的第三脚与元件22，24的一端相接，元件24的另一端与元件27，28的一端相接，元件28的一端与元件29的一端相接，元件22、29的另一端与地线相接，元件27与元件26的一端相接，元件26的另一端与元件25的另一端相接。
图2中调压电路的另一种接线法是，将元件16与元件30的第一脚的接线改为元件16与元件30的第2脚和元件24的一端相接。
图2中调压电路的第3种接线法是将元件14的正极与元件5，6相接线改为元件14的正极与元件9的第3脚和元件6，7相接。
图2中调压电路的第4种接线法是将第2种接法与第3种接法同时运用。
图3是整流电路的一种接线图。元件37与元件36的一端相接，元件36的另一端与元件35，39的一端相接，元件35的另一端与元件33的第二脚和地相接，元件33的第一脚与元件37的第二脚和地线相接，元件37的第4脚与元件38的一端相接，元件37的第三脚，元件38的另一端与220伏网路电源相接。
图3的第二种接线法，将元件36与元件37的第1脚相接和元件35的一端相接线改为元件36与元件37的第二脚和地线相接，另一端与元件33的第一脚相接。
图3的第三种接线法，将元件37的第一脚与元件35的一端相接，元件35的另一端与座地和元件36的一端相接，元件36的另一端与元件33的第三脚相接，元件33的第二脚与元件37的第二脚和地线相接。
图4是逆变功放升压电路一种接线图。变压器39的初级一端与元件40的一端相接，元件40的另一端与元件41的第一脚，元件43，44的一端相接，元件41的第2脚与元件45的一端相接，元件41第三脚与元件42的一端相接，元件42，43，44，45的另一端与地线相接。元件39的次级的一端与元件47的正极相接，元件47的负极与元件46的一端相接，元件46的另一端与元件39次级的另一端和地线相接。
图4的第二种接线法是将元件41的第一脚与元件40，43，44的一端之间再接入一个二极管48，接法是将元件48的负极与元件41的第一脚相接，元件48的正极与元件40，43，44的一端相接。
图5是检测器1的一种接线图，元件51的一端接入元件37，元件51的另一端接入元件2，49，50的一端，元件50，49的另一端与地线相接。
检测器1的第二种接法，元件51的一端与元件37相接，元件51的另一端与元件50，32的一端相接，元件32的另一端与元件49的一端相接，元件50，49的另一端与地线相接。
图7是检测器电路的一种接线图。元件52的一端与元件31的第一脚相接，元件31的第二脚与元件54的一端相接，元件31的第三脚和元件54的另一端与地线相接。
测检器电路的第二种接线法是将元件31的第二脚和元件54一端之间接入一个可调电阻。
图1是电源电路框图。
图2是调压电路。图中1、12、16、3、8、5、6、15、17、18、19、20、21、22、23、24、28、29、25、26、27是电阻，2、11、33、4是二极管，10、7、13是电容，30是三极管。
图3是整流储能电路。
图4是逆变功放升压电路。
图5是检测器1。
图6是检测器1的另一种接法表示的电路。
图7是检测器2。
该发明的优点(1)由于采用100KHZ高频逆变手段，去掉了高压端的高压滤波电容和电阻，使电源的体积，重量大幅度下降，成本低。(2)检测器1、2使得电源抗网路波动和负载波动能力强，当网路电压在160伏～250伏范围内波动时，使电源能正常工作，输出激光功率稳定。(3)去掉了高压端的限流电阻，使能量损耗大幅度降低，整体电流的转换效率提高75%以上，同时延长了电源的工作寿命。(4)采用调压方式，可使激光输出功率0～5W连续调节，最大输出功率可达8W，线性度好、调节范围广。(5)用该电源组装的5WCO2激光医疗机的连续工作时间，可根据病人需要任意延长。(6)本发明适合于个人或医院应用。
该发明电源电路结构可适用于0.3米以下的CO2激光器和1.5米以下的He-Ne激光器。如将逆变功放电路中的大功率高频开关晶体管T(见附图)，改为并联式大功率高频开关晶体管组，可带0.4米以下的CO2激光器，输出功率可提高到15W。
权利要求
1.一种高频单端正激逆变式激光电源，其特征在于该电源主要由调压电路、整流储能电路、逆变功放升压电路、矩形脉冲电路、驱动电路，检测器1和2，以及激光管组成。
2.根据权利要求1所述激光电源，其特征在于，元件1与元件2的的正极相接，元件4的正极与元件3的一端相接，元件2的负极与地相接，元件3的另一端与元件9的第一脚相接，元件9的第2脚与元件8相接，元件10的一端与元件11的正极相接，元件8、10的另一端与地相接，元件11的负极与元件12的一端相接，元件12的另一端与地相接，元件11的负极与元件12的一端相接，元件12的另一端与元件33的第3脚相接，元件4的负极与元件5、13、20相接，元件25的一端与元件31的第8脚相接，元件5的另一端与元件6的一端及元件14的正极相接，元件6的另一端与元件9的第3脚、元件7的一端相接，元件7、13的另一端与地相接，元件14的负极与元件30的第7脚、元件15的一端相接，元件15的另一端与元件30的第6脚，元件17相接，元件17的另一端与元件19、20、32的一端相接，元件30的第5脚与元件16、18的一端相接，元件18、19的另一端与地相接，元件16的另一端与元件30的第1脚、元件21的一端相接，元件21的另一端与元件30的第2脚，元件23的一端相接，元件23的另一端与元件31相接，元件30的第3脚与元件22、24的一端相接，元件24的另一端与元件27、28的一端相接，元件28的另一端与元件29的一端相接，元件22、29的另一端与地相接，元件27与元件26的一端相接，元件26的另一端与元件25的另一端相接。
3.根据权利要求1所述的激光电路，其特征在于元件37与36的一端相接，元件36的另一端与元件35、39的一端相接，元件35的另一端与元件33的第2脚与地相接，元件33的第2脚与元件37的第2脚、地相接，元件37的第4脚与元件38的一端相接，元件37的第3脚，元件38的另一端与网路电压相接。
4.根据权利要求1所述的激光电路，其特征在于，变压器39的初级一端与元件40的一端相接，40的另一端与41的第1脚，元件43，44的一端相接，元件41的第2脚与元件45的一端相接，41的第3脚与42的一端相接，42、43、44、45的另一端与地相接，39的次级与47的正级相接，47的负极与46的一端相接，46的另一端与39的次级、地相接。
5.根据权利要求1所述的激光电路，其特征在于，元件51的一端与37相接，51的另一端与52，49，50的一端相接，50，49的另一端与地相接。
6.根据权利要求1所述的激光电路，其特征在于元件52的一端与31的第1脚相接，元件31的第2脚与54的一端相接，31的第3脚与54的另一端、地相接。
全文摘要
本发明由调压电路、逆变功放升压电路等几个部分组成的高频单端正激逆变式5WCO本发明适用于0.3米以下的CO
文档编号H01S3/09GK1063380SQ9110035
公开日1992年8月5日 申请日期1991年1月16日 优先权日1991年1月16日
发明者段军, 赵侠, 杭世聪 申请人:华中理工大学