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CO2激光电源各部分组成及电路

当前CO2激光器及其雕刻机的应用逐渐增多。 尽管激光电源电路结构形式繁多, 使用元器件种类五花八门, 但归纳起来也不外乎就是: 开关电源、 控制电路、 保护电路与高压包等环节的有机组合。 由市电供电的激光电源最为常用, 其电路结构框图如图1所示。
 CO2激光电源框图
市电电源滤波器和整流电路
电源射频滤波器,为抑制激光电源运行时对电网的射频传导干扰, 像通常的开关电源一样。
 电源滤波和整流电路
高压对地放电的保护
激光电源实际运用中, 由于种种不文明行为, 输入端的保护零线PE常常不与电网中的保护零线PE连接, 倘若此时又适逢另一操作上的不文明行为——忘记将输出高压端与激光管连接好, 开机时就会发生50kV高压对地放电的现象, 此时若是没有VDF放电管的保护, 就会发生毁机事故——激光电源内的主电路和控制电路以及辅助电源都会发生击穿, 造成永久性破坏!
 
变换器主电路
半桥式DC/AC变换器
半桥式DC/AC变换器适合输出几百VA的功率,经济性好。
 变化器主电路
高压包
在每个高压包的磁芯上各绕2匝朔胶绝缘导线, 按图分别与各自的限流电阻和发光二极管连通, 就构成了每个高压包的工作状态显示电路。
 
 
驱动电路
驱动电路如图4所示。 该电路为变压器输出的推挽式开关放大器。
 驱动电路
辅助电源电路
+12V电源
单端反激式开关电源的输出脉宽较大, 适用于电网波动大的场合, 源电压效应优于正激式开关电源, 所以这里也就采用了反激的形式。
 辅助电源电路图
+5V电源
将上节中的+12V电压再经5V三端线性稳压器N4降压,即可满足要求。
 
脉宽调制电路
脉宽调制电路如图6所示, 该环节仅由集成脉宽调制器N6及其外围元器件构成。 为确保变换器安全, 其过电流保护分成两个层次来实施取样:一个是变换器主电路(高压包原边)中的过电流( 见以下6.4节), 一个是高压包副边过电流( 见以下6.5节), 这两个电流中有一个达到设定值, 都会将电路推向限定状态,限定其不会进一步增加。
 脉宽调制电路
高压输出端开路保护电路
高压输出端开路保护电路如图7所示。 在实际操作中,常常会有一些疏忽, 一种很大的疏忽就是——激光电源输出端未与激光管连接就去开机, 如果这时几10 kV的高压对地放电, 操作人未发现, 电网单相三线供电中的PE保护零线又未连通, 图2中的放电管VDF就会因为放电时间长而毁坏。那么, 高压窜入机器电路, 就会造成大面积的损坏, 因为机器内所采用的电子元器件实在是没有几个能承受得了几10kV的高压。   这时要修理好设备,费用可能比买一台新的还要贵。因此,仅仅采用放电管来预防和保护机器还是不够的。
 
操作控制电路
操作控制电路如图8所示。 该电路仅采用一块SN7405六反相器集成电路, 就可以制作出激光电源操作控制电路, 凸显出环节的简捷精炼。
 电压输出端开路保护电路
本文对该激光电源各个环节的浅析, 实为抛砖引玉——期望借助资深人士之智谋和经验, 将激光电源不断推向更高层次; 同时, 也愿此举能有助于业内人士了解多些的电路及其日常维修
 
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