本发明涉及激光电源,具体为一种多路输出的大功率激光电源电路。
背景技术:
1、随着激光科学技术的兴起,对于光的认识和利用也达到一个新的阶段。激光器因其众多显著特点被运用于工业、农业、精密测量、医疗和军事等领域。激光电源作为激光器的供电设备,在激光器的各模块中起到关键作用,它控制进入激光器中的电流,进而点亮激光器的泵浦模块,使得激光灯被点亮。激光电源可分为连续激光电源和脉冲激光电源两种。前者以定频调宽的方式实现高精度恒流输出,输出电流纹波小,稳定度高;后者采用开关电源,内部由单片机控制,可通过触摸屏面板对激光电源的输出参数进行调节,是一种数控电源。在精细加工领域,小功率的激光电源不足以支持整个系统运行,大功率激光电源的设计将至关重要。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种多路输出的大功率激光电源电路,以解决上述背景技术中提出的小功率的激光电源不足以支持整个系统运行,大功率激光电源的设计将至关重要的问题。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种多路输出的大功率激光电源电路,包括:三相交流输入、vienna整流电路、buck电路、储能电容、控制电路、电压电流采样模块、预燃电路、点火电路、放电回路以及直流输出,所述三相交流输入的输出端与vienna整流电路的输入端连接,所述vienna整流电路的输出端与buck电路的输入端连接,所述buck电路的输出端与储能电容的输入端连接,所述储能电容的输出端与放电回路的输入端连接,所述放电回路输出端分别与直流输出端、预燃电路的输出端、点火电路的输出端连接;所述buck电路采用四路交错并联结构,有效降低电感电流纹波;
3、所述电压电流采样模块的输入端分别与三相交流输入、vienna整流电路、buck电路的输出端连接,所述电压电流采样模块的输出端与控制电路的输入端连接,所述控制电路的输出端分别与vienna整流电路、buck电路、预燃电路、点火电路的输入端连接,所述放电回路为buck电路。
4、作为优选,所述vienna整流电路包括lc滤波电路与vienna整流器。
5、作为优选,所述放电回路是一个低频buck电路,包括交流接触器、开关管、续流二极管与储能电感,所述开关管为igbt。
6、作为优选,所述预燃电路采用llc谐振转换电路,所述llc谐振转换电路包括半桥开关管、llc谐振回路、变压器与全波整流电路,所述变压器的副边设有两个绕组,以对输入的直流电压进行降压处理,并将输出电压加载在灯管的两端,使激光灯一直保持微亮状态。
7、作为优选,所述点火电路包括mos管与变压器,所述mos管的驱动端上加载一个窄脉冲。
8、作为优选,所述vienna整流电路与buck电路组成主功率电路,所述控制电路采用双pi控制方法对主功率电路的输出电压进行控制;
9、其中,所述双pi控制方法,具体包括以下步骤:
10、s1、采集vienna整流电路的输出电流io,并与给定电流iref作差得到电流内环pi的输入值,以调节vienna整流电路的输出电流;
11、s2、采集vienna整流电路的输出电压uo1,并与给定电压uref1作差得到电压外环pi的输入值,以调节vienna整流电路的输出电压;
12、s3、采集buck电路的输出电压uo2,与给定电压uref2作差,得到电压外环pi的输入值,对buck电路的输出电压进行调节。
13、与现有技术相比,本发明的有益效果是:本申请中在前级采用vienna整流电路,对输入的三相交流电压进行整流处理,输出高达800v的电压,后级采用buck电路,对前级vienna整流器的输出电压进行降压处理,最低可达400v,使得输出电压在400v至800v可调,实现激光电源电压的可控输出,输出电压范围宽;同时,功率等级可达十几千瓦,实现大功率输出,并且由于每一路激光灯都有各自的放电腔,且每腔的功耗为两千瓦左右,因此多路激光灯可同时工作,即实现激光电源的多路输出。
1.一种多路输出的大功率激光电源电路,包括:三相交流输入、vienna整流电路、buck电路、储能电容、控制电路、电压电流采样模块、预燃电路、点火电路、放电回路以及直流输出,其特征在于:所述三相交流输入的输出端与vienna整流电路的输入端连接,所述vienna整流电路的输出端与buck电路的输入端连接,所述buck电路的输出端与储能电容的输入端连接,所述储能电容的输出端与放电回路的输入端连接,所述放电回路输出端分别与直流输出端、预燃电路的输出端、点火电路的输出端连接;所述buck电路采用四路交错并联结构,有效降低电感电流纹波;
2.根据权利要求1所述的一种多路输出的大功率激光电源电路,其特征在于:所述vienna整流电路包括lc滤波电路与vienna整流器。
3.根据权利要求1所述的一种多路输出的大功率激光电源电路,其特征在于:所述buck电路是一个降压电路,实现输出电压范围可调。
4.根据权利要求1所述的一种多路输出的大功率激光电源电路,其特征在于:所述放电回路是一个低频buck电路,包括交流接触器、开关管、续流二极管与储能电感,所述开关管为igbt。
5.根据权利要求1所述的一种多路输出的大功率激光电源电路,其特征在于:所述预燃电路采用llc谐振转换电路,所述llc谐振转换电路包括半桥开关管、llc谐振回路、变压器与全波整流电路,所述变压器的副边设有两个绕组,以对输入的直流电压进行降压处理,并将输出电压加载在灯管的两端,使激光灯一直保持微亮状态。
6.根据权利要求1所述的一种多路输出的大功率激光电源电路,其特征在于:所述点火电路包括mos管与变压器,所述mos管的驱动端上加载一个窄脉冲。
7.根据权利要求1所述的一种多路输出的大功率激光电源电路,其特征在于:所述vienna整流电路与buck电路组成主功率电路,所述控制电路采用双pi控制方法对主功率电路的输出电压进行控制;