专利名称：准分子激光器谐振式充电电源的高精度电压控制方法
技术领域：
本发明涉及一种电压控制方法，尤其涉及一种准分子激光器谐振式充电电源的高精度电压控制方法。
背景技术：
准分子激光器能够在紫外波段提供高能量、高峰值功率、高光束质量的激光输出，由于波长短、脉宽短、峰值功率高，其输出光束在冷加工中使多种金属、非金属材料气化，产生整齐的切边，无热影响区，在工业微加工领域准分子激光器有着广泛的应用，特别是在紫外光刻领域更是目前还有着无可取代的地位。近年来，准分子激光的一个重要的发展方向就是高重频应用，而目前在高重频应用领域通常采用磁脉冲压缩开关激励电路中，前端电源结构通常采用谐振充电式，如图1所示。其工作过程为直流电源对储能电容CO充电，可控硅Kl导通后CO上的能量通过电感LO向Cl进行转移并电压翻倍；此后IGBT管K2导通，Cl上的能量通过脉冲升压变压器Tl向C2传递；C2上的能量通过磁开关MS`l转移到C3，再经磁开关MS2转移到C4 ；C4上的能量对准分子激光头进行激励出光。准分子激光器需要通过控制电压的方式来实现对输出脉冲能量的控制，但是在以上这个工作过程中，脉冲升压过程和磁脉冲压缩过程已经几乎无法控制，而直流电源的输出电压调节一般是比较慢的过程，无法满足高频准分子激光器的脉冲能量快速调节需要。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种准分子激光器谐振式充电电源的高精度电压控制方法。本发明是通过以下技术方案实现的
一种准分子激光器谐振式充电电源的高精度电压控制方法，谐振电容器Cl的两端分别并联有串联的电阻R1、R2和串联的电容Ca、Cb，谐振电容器Cl的两端还分别连接IGBT管KO的栅极和漏极，在谐振电容器Cl和IGBT管KO的漏极之间串联有电阻R0，在电阻Rl和R2之间设有节点1，在电容Ca和Cb之间设有节点2，节点I和节点2连接，节点2还连接跟随器Al的同相输入端连接，跟随器Al的反相输入端与输出端连接，输出端连接差分放大器A2的同相输入端，反相输入端输入参考电压Refl，输出端连接比较器A3的同相输入端，反相输入端输入参考电压Ref2,输出端连接与门A4的一个输入端，另一个输入端输入触发信号Time，与门A4的输出端连接IGBT管KO的源极，谐振电容器Cl上的电压通过由电阻R1、R2、和电容Ca、Cb组成的阻容取样网络进行取样，取样信号经跟随器Al进行隔离，然后经差分放大器A2与参考电压Refl进行差分放大，放大后的信号通过比较器A3与参考电压Ref 2进行比较，比较器A3输出信号通过与门A4与触发信号Time共同驱动IGBT管KO导通，谐振电容器Cl上的电量通过电阻RO进行泄放，实现对准分子激光器谐振式充电电源电压的控制。
所述的参考电压Refl、Ref2的范围为O 10V。所述的参考电压Refl、Ref2和触发信号Time均是通过手动控制或单片机输出信号控制的。通过选择不同的电阻RO的电阻值调节控制的速度和精度。本发明的优点是本发明是在谐振充电部分进行精确快速控制的方法，谐振电容电压经取样、差分放大和与参考电压比较后驱动泄放电路对电容进行泄放，可以有效的控制准分子激光器最终的放电电压，达到精确控制输出脉冲能量的目的。
图1为准分子激光的高重频发生电路。图2为本发明电路图。
具体实施例方式如图2所示，一种准分子激光器谐振式充电电源的高精度电压控制方法，谐振电容器Cl的两端分别并联有串联的电阻Rl、R2和串联的电容Ca、Cb，谐振电容器Cl的两端还分别连接IGBT管KO的栅极和漏极，在谐振电容器Cl和IGBT管KO的漏极之间串联有电阻R0，在电阻Rl和R2之间设有节点1，在电容Ca和Cb之间设有节点2，节点I和节点2连接，节点2还连接跟随器Al的同相输入端连接，跟随器Al的反相输入端与输出端连接，输出端连接差分放大器A2的同相输入端，反相输入端输入参考电压Refl，输出端连接比较器A3的同相输入端,反相输入端输入参考电压Ref2,输出端连接与门A4的一个输入端,另一个输入端输入触发信号Time，与门A4的输出端连接IGBT管KO的源极，谐振电容器Cl上的电压通过由电阻Rl、R2、和电容Ca、Cb组成的阻容取样网络进行取样，取样信号经跟随器Al进行隔离，然后经差分放大器A2与参考电压Refl进行差分放大，放大后的信号通过比较器A3与参考电压Ref2进行比较， 比较器A3输出信号通过与门A4与触发信号Time共同驱动IGBT管KO导通，谐振电容器Cl上的电量通过电阻RO进行泄放，实现对准分子激光器谐振式充电电源电压的控制。所述的参考电压Refl、Ref2的范围为O 10V。所述的参考电压Refl、Ref2和触发信号Time均是通过手动控制或单片机输出信号控制的。通过选择不同的电阻RO的电阻值调节控制的速度和精度。
权利要求
1.一种准分子激光器谐振式充电电源的高精度电压控制方法，其特征在于谐振电容器Cl的两端分别并联有串联的电阻Rl、R2和串联的电容Ca、Cb，谐振电容器Cl的两端还分别连接IGBT管KO的栅极和漏极，在谐振电容器Cl和IGBT管KO的漏极之间串联有电阻RO，在电阻Rl和R2之间设有节点I，在电容Ca和Cb之间设有节点2，节点I和节点2连接，节点2还连接跟随器Al的同相输入端连接，跟随器Al的反相输入端与输出端连接，输出端连接差分放大器A2的同相输入端，反相输入端输入参考电压Refl，输出端连接比较器A3的同相输入端,反相输入端输入参考电压Ref2,输出端连接与门A4的一个输入端,另一个输入端输入触发信号Time，与门A4的输出端连接IGBT管KO的源极，谐振电容器Cl上的电压通过由电阻R1、R2、和电容Ca、Cb组成的阻容取样网络进行取样，取样信号经跟随器Al进行隔离，然后经差分放大器A2与参考电压Refl进行差分放大，放大后的信号通过比较器A3与参考电压Ref2进行比较，比较器A3输出信号通过与门A4与触发信号Time共同驱动IGBT管KO导通，谐振电容器Cl上的电量通过电阻RO进行泄放，实现对准分子激光器谐振式充电电源电压的控制。
2.根据权利要求1所述的准分子激光器谐振式充电电源的高精度电压控制方法，其特征在于所述的参考电压Refl、Ref2的范围为O 10V。
3.根据权利要求1所述的准分子激光器谐振式充电电源的高精度电压控制方法，其特征在于所述的参考电压Ref1、Ref 2和触发信号Time均是通过手动控制或单片机输出信号控制的。
4.根据权利要求1所述的准分子激光器谐振式充电电源的高精度电压控制方法，其特征在于通过选择不同的电阻RO的电阻值调节控制的速度和精度。
全文摘要
本发明公开了一种准分子激光器谐振式充电电源的高精度电压控制方法，前端采用谐振充电电源、后端采用磁开关的准分子激光电源中，谐振电容电压经取样、差分放大和与参考电压比较后驱动泄放电路对电容进行泄放的这种实时精确反馈调节方法。参考电压可以通过手动控制或者单片机输出信号控制，可以通过选择不同的电阻来调节控制的速度和精度。本发明是在谐振充电部分进行精确快速控制的方法，谐振电容电压经取样、差分放大和与参考电压比较后驱动泄放电路对电容进行泄放，可以有效的控制准分子激光器最终的放电电压，达到精确控制输出脉冲能量的目的。
文档编号H01S3/09GK103050878SQ20121056268
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月22日 优先权日2012年12月22日
发明者梁勖, 李友布, 鲍健, 赵家敏, 王效顺, 方晓东 申请人:中国科学院安徽光学精密机械研究所