说明书下载产品故障解决激光电源百科使用及保养

IGBT逆变式CO2激光电源的设计研制

CO2激光电源概述
近年来,激光加工技术被广泛应用,激光器亦有了很大发展。在工业应用中,使用最广泛的是CO2激光器。CO2激光电源的发展经历了以下几个阶段:首先采用的是高压直流电源串联一个很大的限流电阻才能使其稳定工作。在以后的科研实践中,认识到CO2激光管与电弧有相似特性,科技人员采用串联电感方式实现下降特性电源。近几年,随着电力电子技术、自动控制技术的发展和应用,许多新型电力半导体器件问世,而且各种电力电子电路和控制方案日渐成熟,在此基础上,电子式激光电源应运而生。由于电子式激光电源采用闭环反馈方式来控制其外特性和动特性,因而电性能良好,必将得到广泛的应用。
 
高频交流激励的优点
采用新型器件逆变方式的高频CO2激光管的负载特性与直流和工频交流激励时完全不同。
  1. ,使CO2激光管起辉电压降低,我们的试验表明可降低1/3左右,这是因空间电场畸变造成的。
  2. ,CO2激光管的动态电阻可呈现正阻特性,这对电源的恒流稳定性要求和多管并联的实现十分有利。
  3. ,CO2激光管两个电极工作条件完全对称,消除了电泳现象,因此放电均匀稳定。
 
主电路方案
电网供电线路上,一般存在着大量“电网高次谐波公害”,同时逆变器本身也产生高频噪声,因此逆变式电子激光电源实质上是一种噪声干扰源。为解决抗电网干扰和干扰电网的问题,输入级采用互感滤波器进行滤波。整流管并联电容C1~C4进行高频滤波并能限制整流二极管的浪涌电流,起到保护作用。由于半桥逆变电路具有良好的抗不平衡能力,故在10kVA以下的中等功率被广泛应用。C01和C02为桥臂电容,平分电源电压,参与逆变。阻容保护改变开关管的开关特性,减小开关损耗,改善其工作状况,压敏电阻RT用以吸收浪涌电压。逆变高频方波经变压器升压之后获得高压高频交流供给激光管负载。主电路原理如图1所示。
 主电路原理图
绝缘栅极晶体管IGBT是以场效应管为驱动元件,电力晶体管为主导元件的复合型器件,其原理图如图2所示,由于IGBT的特殊复合结构,使其兼有场效应管工作效率高,驱动简单及双极晶体管耐高压,大电流,低饱和压降等的双重优点,现已在各种逆变器中被广泛用作主开关器件。
 IGBT及2MB I150-120模块原理图
控制电路框图及EXB841驱动块
脉冲调制模块为SG3524,反馈方式可变。为适应脉冲激光器的要求,采用脉冲调制电路,脉冲宽度可变。电路可实现延时软启动,过流及过压保护。
 
脉冲功放电路为EXB841,有以下特点:(1)采用厚膜电路,单列直插封装。(2)单电源供电,内部产生+15V的开通电压和-5V的关断电压。(3)信号采用高压快速光耦隔离,最高运行频率40kHZ。(4)内装过流检测和保护电路,开通时,若过流,则能在10μs内缓冲关断触发脉冲。
EXB841原理图和接法
全国招商电话:
13176015637
山东镭之源激光科技股份有限公司/激光电源
山东省济南市高新区颖秀路2711号蓝孚大厦四楼

Copyright © 2015 山东镭之源激光科技股份有限公司/激光电源 鲁ICP备18048895号-2 All Rights Reserved 版权所有