专利名称：一种气体激光器的电源电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电源电路，特别是涉及一种大功率气体激光器的电源电路。
背景技术：
在大功率气体激光器电源中，均包含有主干的能量转换结构以实现能量变换，把 输入市电变换成为所需要输出，以满足大功率气体激光器放电所需要的激励源。在现有的大功率气体激光器电源中，一般直接采用半桥或全桥转换结构的电路。 这种转换结构的电路是从通用电源的转换结构引用而来，难以满足大功率气体激光器放电 的一些特殊要求，尤其是电流纹波及脉冲上升沿/下降沿时间方面纹波小，脉冲沿上升/ 下降时间短达200微秒以下。常规的半桥或全桥转换结构的电路，当输出不加电容时，电流 纹波大，且脉冲沿上升/下降时间较长，在通常的控制方式下，上升下降时间一般达到1000 微秒或更长，从而对于只靠输出端屏蔽电缆的一点小小分布电容而不特意设置输出电容应 用场景将无法采用。
发明内容本实用新型要解决的技术问题在于克服上述现有技术的不足，而提出一种在输出 不加电容的条件下可达到较小电流纹波和较小脉冲沿上升/下降时间的大功率气体激光 器电源。本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案是，提出一种气体激光器的电源电 路，具有输入端、公共端和输出端，包括从该输入端往该输出端而依次串接的BOOST单元、 BUCK单元、全桥逆变单元、变压器和桥式整流单元，其中，该全桥逆变单元锁定在最大占空 比工作。该最大占空比超过90%。与现有技术相比，本实用新型的大功率气体激光器电源电路，由于全桥逆变电路 锁定在最大占空比工作，其占空比90%以上，这使得桥式整流出来的波形是占空比超过 90%以上的方波，这样的波形只需要很小容量的输出端电容就能滤波，且电流纹波很小，由 于需要输出端电容非常小，故可以输出端屏蔽电缆一点小小分布电容来取代。同时，因输出 端电容非常小，使得输出电流为脉冲的工作状态下，脉冲沿上升下降时间很短，比如可以 达到100微秒以下。
图1为本实用新型的气体激光器电源电路实施例的电原理图。
具体实施方式
以下结合附图所示之最佳实施例作进一步详述。如图1所示，本实用新型的气体激光器的电源电路实施例具有输入端IN、公共端和输出端0UT+、0UT-，该公共端也就是输入的接地端，包括从该输入端往该输出端而依次串 接的BOOST单元、BUCK单元、全桥逆变单元、变压器和桥式整流单元。先通过BOOST单元对 输入整流后的直流电压进行升压，然后通过BUCK单元降压，BUCK单元控制其中的电感的电 流，电感的电流再流过全桥电路，被全桥电路逆变成交流电流，全桥逆变电路锁定在最大占 空比工作，其占空比90%以上，再通过变压器升压隔离，然后通过桥式整流，输出高电压直 流电流。全桥逆变电路锁定在最大占空比工作，其占空比90%以上，这使得桥式整流出来的 波形是占空比超过90%以上的方波，这样的波形只需要很小容量的输出端电容就能滤波， 且电流纹波很小。同时，由于需要输出端电容非常小，故可以输出端屏蔽电缆一点小小分布 电容来取代。同时，因输出端电容非常小，使得输出电流为脉冲的工作状态下，脉冲沿上升 下降时间很短(可以达到100微秒以下)。该BOOST单元包括第一开关管Q1、第一电容Cl，第二电容C2，第一二极管D1、第 二二极管D2和第一电感Ll，该第一开关管Ql包括受控通断的第一端和第二端，该第一电容 Cl串接于该输入端IN与公共端之间，该第一开关管Ql的第二端与公共端相连，该第一电 感Ll串接在该输入端IN与该第一开关管Ql的第一端之间，该第一二极管Dl与该第一电 感Ll串联，该第二二极管D2与该第一电感Ll和该第一二极管Dl的串联电路相并联，并且 该第二二极管D2的正极与该输入端IN相连，该第二电容C2则串接于该第一二极管Dl与 公共端之间，其中，该第一二极管Dl的正极与该第一电感Ll相连，该第一二极管Dl的负极 构成该BOOST单元的输出端。该单元电路对输入的经整流的直流电压进行升压，该单元电 路输出的是800伏左右的直流电压。该BUCK单元包括第二开关管Q2、第三二极管D3、第四二极管D4和第二电感L2，该 第二开关管Q2包括受控通断的第一端和第二端，该第二开关管Q2的第一端与该BOOST单 元的输出端相连、第二端与该第二电感L2相连，该第二开关管Q2与该第二电感L2串联，该 第三二极管D3的正极与公共端相连、负极与该第二开关管Q2的第二端相连，该第四二极管 D4与该第二开关管Q2和该第二电感L2的串联电路相并联，并且该第四二极管D4的负极与 该BOOST单元的输出端相连，该第四二极管D4的正极构成该BUCK单元的输出端。该单元 电路输入的是800伏左右的直流电压，即是BOOST单元的输出，该单元电路通过调节第二开 关管Q2的占空比来控制第二电感L2的电流。由于第二电感L2的电流与最终的整流输出 电流是一一对应的，因此控制第二电感L2的电流，也就控制着最终的整流输出电流，以此 可以把电源做成稳流电源。该全桥逆变单元包括第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5和第六开关管 Q6，这四个开关管连成全桥结构，该全桥结构的两个输入端分别接该BUCK单元的输出端和 公共端、两个输出端构成该BUCK单元的输出端。该单元电路对从第二电感L2输入的直流 电流进行逆变，逆变成为交流电流。该变压器为升压型，包括初级线圈Tl-A和次级线圈T1-B。初级线圈Tl-A的两端 为其两输入端，次级线圈Tl-B的两端为其两输出端。该桥式整流单元包括第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7和第八二极管 D8，这四个二极管连成全桥结构，该全桥结构的两个输入端分别接该变压器的两个输出端、 两个输出端构成该大功率气体激光器电源电路的输出端OUT+、OUT-。以上，仅为本实用新型之较佳实施例，意在进一步说明本实用新型，而非对其进行限定。凡根据上述之文字和附图所公开的内容进行的简单的替换，都在本专利的权利保护 范围之列。
权利要求一种气体激光器的电源电路，具有输入端、公共端和输出端，其特征在于，包括从该输入端往该输出端而依次串接的BOOST单元、BUCK单元、全桥逆变单元、变压器和桥式整流单元，其中，该全桥逆变单元锁定在最大占空比工作。
2.如权利要求1所述的气体激光器的电源电路，其特征在于，该最大占空比超过90%。
3.如权利要求1所述的气体激光器的电源电路，其特征在于，该BOOST单元输出的是 800伏的直流电压。
4.如权利要求1所述的气体激光器的电源电路，其特征在于，该BOOST单元包括第一开 关管、第一电容，第二电容，第一二极管、第二二极管和第一电感，该第一开关管包括受控通 断的第一端和第二端，该第一电容串接于该输入端与公共端之间，该第一开关管的第二端 与公共端相连，该第一电感串接在该输入端与该第一开关管的第一端之间，该第一二极管 与该第一电感串联，该第二二极管与该第一电感和该第一二极管的串联电路相并联，并且 该第二二极管的正极与该输入端相连，该第二电容则串接于该第一二极管与公共端之间， 其中，该第一二极管的正极与该第一电感相连，该第一二极管的负极构成该BOOST单元的 输出端。
5.如权利要求1所述的气体激光器的电源电路，其特征在于，该BUCK单元包括第二 开关管、第三二极管、第四二极管和第二电感，该第二开关管包括受控通断的第一端和第二 端，该第二开关管的第一端与该BOOST单元的输出端相连、第二端与该第二电感相连，该 第二开关管与该第二电感串联，该第三二极管的正极与公共端相连、负极与该第二开关管 的第二端相连，该第四二极管与该第二开关管和该第二电感的串联电路相并联，并且该第 四二极管的负极与该BOOST单元的输出端相连，该第四二极管的正极构成该BUCK单元的输 出端。
6.如权利要求1所述的气体激光器的电源电路，其特征在于，该全桥逆变单元包括第 三开关管、第四开关管、第五开关管和第六开关管，该第三开关管、第四开关管、第五开关管 和第六开关管连成全桥结构，该全桥结构的两个输入端分别接该BUCK单元的输出端和公 共端、两个输出端构成该BUCK单元的输出端。
7.如权利要求1所述的气体激光器的电源电路，其特征在于，该变压器为升压型。
8.如权利要求1所述的气体激光器的电源电路，其特征在于，该桥式整流单元包括第 五二极管、第六二极管、第七二极管和第八二极管，该第五二极管、第六二极管、第七二极管 和第八二极管连成全桥结构，该全桥结构的两个输入端分别接该变压器的两个输出端、两 个输出端构成该大功率气体激光器电源电路的输出端。
专利摘要一种大功率气体激光器电源电路，具有输入端、公共端和输出端，包括从该输入端往该输出端而依次串接的BOOST单元、BUCK单元、全桥逆变单元、变压器和桥式整流单元，其中，该全桥逆变单元锁定在最大占空比工作。该最大占空比超过90％。由于全桥逆变电路锁定在最大占空比工作，其占空比90％以上，这使得桥式整流出来的波形是占空比超过90％以上的方波，这样的波形只需要很小容量的输出端电容就能滤波，且电流纹波很小，由于需要输出端电容非常小，故可以输出端屏蔽电缆一点小小分布电容来取代。同时，因输出端电容非常小，使得输出电流为脉冲的工作状态下，脉冲沿上升下降时间很短，比如可以达到100微秒以下。
文档编号H01S3/09GK201690112SQ201020145299
公开日2010年12月29日 申请日期2010年3月26日 优先权日2010年3月26日
发明者刘昌军, 张建群, 彭金明, 田社斌, 谭春升, 陈冲, 高云峰 申请人:深圳市大族激光科技股份有限公司