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。 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。 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。 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。 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。 +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。 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。 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