一种带能量反馈的智能二氧化碳激光电源的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种带能量反馈的智能二氧化碳激光电源。
【背景技术】
[0002] 随着激光在工业雕刻、切割、打标等各方面应用的推广，以及客户对激光加工质量 要求越来越高，对激光系统的功率稳定性、长寿命和系统的可维护性提出了更高的要求：要 求在激光系统的寿命期内输出激光的功率恒定或有变化也在可接受的范围内，能够有比较 长的寿命周期，以及在系统出现问题时能够及时准确的锁定故障点以快速修复等。经发 明人分析，影响以上几项的最主要的部件是控制激光功率的计算机控制部分（简称控制板 卡）、激光器和激光驱动电源，三者相互影响，例如：假设三部分中其他二者正常，第一种情 况下激光电源的输出电流不稳，可以造成最终输出的激光功率不稳，影响雕刻、切割和打标 等加工的效果，甚至无法保证正常工作；第二种情况是激光器的启辉电压、工作电压和工作 电流偏高，超出了激光电源的输出能力，使输出电压升高，在隔离耐压防护不好的地方，很 容易造成高压放电，损坏激光电源、控制板卡或其他弱电部分，在这种情况下即使勉强能够 工作，也会出现加工效果不理想的现象；第三种情况是控制板卡的控制信号IN输出的稳定 性和控制策略的影响：控制板卡的控制信号IN输出不稳，司职于执行部分的激光电源就会 按照不稳的控制信号IN工作，造成激光输出功率的不稳；而控制板卡和执行部分的激光电 源的开环控制，是造成激光输出不稳的另一主要原因，即控制板卡仅仅是给出一控制功率 的控制信号IN或PWM信号（用PWM信号替代输出电压控制激光电源的输出电流），理想 认为激光电源会按照既定输出曲线输出电流，但每一台电源的控制电压-输出曲线会有差 异，每一块控制板卡的功率百分比-输出电压也会有差异，就会造成控制信号IN-样的情 况下，激光电源的输出电流不一样，最终的激光输出功率不一样。而现有的激光电源没有输 出电流或最终输出激光的反馈功能，不能将实际的输出激光功率大小反馈到控制板卡，也 即控制板卡和激光功率之间的控制不是闭环控制，不能根据实际的输出激光功率调整板卡 输出的控制信号IN从而调整输出激光功率到期望值，进而影响激光功率的输出和最终的 加工效果。
[0003] 另外，激光电源本身没有工作状态、故障内容、故障点定位的显示或反馈，造成故 障后的故障排除困难。由于激光电源为高压输出电源，空载电压高达几十千伏甚至上百千 伏，在现场无法进行常规测量，无法判断故障是因为激光器的问题还是激光电源的问题，给 现场故障的排除增加很大难度，影响用户的使用，造成用户投诉严重。
[0004] 综上，要实现激光系统的功率稳定性、比较长的寿命和系统的可维修性，从激光电 源的角度上必须使激光电源具有以下功能：
[0005] 1、激光电源和控制板卡的通信功能，实现激光电源输出参数、控制信号、故障信号 的反馈和板卡显示，包括利用RS232实现多机通信功能以适应多头激光机的应用。
[0006] 2、激光电源的辅助显示功能，显示电源输出参数、控制信号、故障信号等。
[0007] 3、激光能量或激光电源输出电流反馈功能，根据控制板卡输出电压实现输出参数 的自我调整。
[0008]4、激光系统故障中激光电源故障和非激光器故障的判断。
[0009]5、激光电源故障中的故障定位和显示。
[0010] 6、激光电源输出异常情况下关闭激光电源以防止更大的危害发生。
[0011] 但市面上现有激光电源全部没用或大部分没用以上功能，所以很难实现激光系统 的功率稳定性、比较长的寿命期和系统的快速可维护性的要求。
【发明内容】
[0012] 本发明提出一种带能量反馈的智能二氧化碳激光电源，解决了现有技术中上述的 问题。
[0013] 本发明的技术方案是这样实现的：
[0014] -种带能量反馈的智能二氧化碳激光电源，包括：
[0015] 电源变换单元；
[0016] 输出电流处理单元，与所述电源变换单元连接；
[0017] 输出高压处理单元，与所述电源变换单元连接；
[0018] 功率校正变换控制单元，与所述电源变换单元和所述输出电流处理单元连接；
[0019] 控制单元，与所述输出电流处理单元、所述输出高压处理单元和所述功率变换控 制单元连接；
[0020] 激光能量检测放大单元，与所述控制单元连接；
[0021] 通信控制单元，与所述控制单元连接；
[0022] 外部控制信号处理单元，与所述功率变换控制单元连接。
[0023] 进一步地，本发明所述的带能量反馈的智能二氧化碳激光电源，还包括：
[0024] 易损点检测单元，与所述电源变换单元和所述控制单元连接。
[0025] 进一步地，本发明所述的带能量反馈的智能二氧化碳激光电源，还包括：
[0026] 辅助显示单元，与所述控制单元连接。
[0027] 进一步地，所述电源变换单元包括：
[0028] 输入整流滤波单元；
[0029] 功率因数校正变换单元，与所述输入整流滤波单元连接；
[0030] 高频高压变换单元，与所述功率因数校正变换单元连接；
[0031] 高频高压整流滤波单元，与所述高频高压变换单元连接。
[0032] 进一步地，所述输出电流处理单元包括：
[0033] 输出电流检测单元；
[0034] 输出电流滤波单元，与所述输出电流检测单元连接；
[0035] 输出电流放大单元，与所述输出电流滤波单元连接。
[0036] 进一步地，所述输出高压处理单元包括：
[0037] 输出高压检测单元；
[0038] 输出高压滤波单元，与所述输出高压检测单元连接。
[0039] 进一步地，所述控制单元包括：
[0040] 信号变换单元；
[0041] 比较判断单元，与所述信号变换单元连接；
[0042] 存储单元，与所述比较判断单元连接；
[0043] 通信单元，与所述比较判断单元连接。
[0044] 本发明的有益效果为：
[0045] 1、本发明所述的带能量反馈的智能二氧化碳激光电源，实现了激光电源和控制板 卡的通信功能，实现了激光电源输出参数、控制信号、故障信号、激光能量或激光电源输出 电流的反馈，和功率控制电压比较实现了输出参数的闭环控制。
[0046] 2、本发明所述的带能量反馈的智能二氧化碳激光电源，实现了激光机系统中激光 电源故障和非激光电源故障的定位，以及实现了激光电源中故障的精确定位，方便了激光 机整机的维护，降低了维护难度，尤其使激光电源的维修变得极为简单。
[0047] 3、本发明所述的带能量反馈的智能二氧化碳激光电源，实现了激光电源和上位 机、控制板卡、其他激光电源、辅助显示多种设备的通信，并可自动识别。
[0048] 4、本发明所述的带能量反馈的智能二氧化碳激光电源，利用一对一的RS232协议 实现了多机通信功能，实现了一个控制板卡利用RS232和多台激光电源通信的功能，在现 有控制板卡的通信接口基础上实现了多激光头激光机的闭环控制。
[0049] 5、本发明所述的带能量反馈的智能二氧化碳激光电源，激光电源的输出参数、控 制信号、故障信号、故障定位可以通过控制板卡显示，也可通过辅助显示单元显示，并置于 激光机的前面板上，方便的用户的监视，增加了用户的体验；辅助显示单元可以显示一台激 光电源的相关信息，也可显示两台激光电源的相关信息，并