[發明專利]一種電感電容正弦變換CO2激光電源

有效

• 申請號: 200910273381.X
• 申請日: 2009-12-25
• 公開（公告）號: CN101741002A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 李勇;曹敏;王震;肖剛
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七○九研究所
• 主分類號: H01S3/223
• 分類號: H01S3/223;H01S3/09
• 代理公司: 武漢金堂專利事務所 42212
• 代理人: 胡清堂

技術領域

本發明涉及以DSP為核心控制芯片、利用電感電容正弦變換產生適合于 CO₂激光管負載特性的激勵電源技術領域，具體的說是一種電感電容正弦變換 CO₂激光電源。

背景技術

目前，中國激光行業發展迅猛，激光廣泛應用于焊接、切割、打標、劃 片、刻膜等各個領域；而激光電源的發展已成為制約激光行業發展的一個重 要瓶頸，工作可靠性不夠高，輸出不夠穩定是當前市場上常見激光電源比較 普遍的問題。主要原因在于多數產品采用的主電路拓撲與CO₂激光管的負載特 性不相適應，造成電源易損壞，影響系統正常工作。同時，由于負載CO₂激光 管易發生漏氣，破損等異常問題，也易造成電源的損壞。另外，其產品基本 上都是采用模擬電路控制，其控制精度和響應速度都難于滿足系統的高精度 要求。

發明內容

本發明的目的是設計一種采用DSP為核心控制器和電感電容正弦變換電 路的技術方案的電感電容正弦變換CO₂激光電源。

本發明一種電感電容正弦變換CO₂激光電源，包括：驅動電路、激光輸出 控制電路、電流采樣電路，還有主電路單元中采用電感電容正弦變換電路， 數字化處理電流反饋信號的DSP控制器。

主電路單元，包括：整流濾波電路、半橋逆變電路、電感電容正弦變換 電路和高壓變換電路。

電感電容正弦變換電路，由電感L3、電容C10、高壓包T7組成；其中高 壓包T7原邊輸入兩抽頭分別與電容C10兩引腳相連接，高壓包T7原邊的第1 抽頭同時與電感L3的第2抽頭相連接。

DSP控制器，電流反饋電路由運算放大器U3及相關外圍器件組成，電流 反饋信號經電流反饋單元輸入DSP控制單元進行數字化處理。

DSP控制器為TMS320LF2401數字信號處理器。

主電路單元，包括：220V交流電經過保險絲F1和防浪涌的熱敏電阻R1 接入；再由電容C1、C2、C3、C4以及電感L1組成的濾波電路進行濾波后， 由整流橋V1變換成300V左右的直流電；電容C5、C6和功率管Q1、Q2組成 半橋逆變電路，放電電阻R4、R0分別與電容C5、C6并聯，續流二極管D1、 D2分別與功率管Q1、Q2并聯；電阻R10與電容C7串聯后再并聯在功率管Q1 兩端，電阻R11與電容C8串聯后再并聯在功率管Q2兩端；電感L3和電容C10 串聯組成電感電容正弦變換電路，電感L3另一端與電感L2相連，電容C10 另一端與隔直電容C9連接，電容C9另一端與橋臂電容C5、C6的連接點相接， 高壓包T7并聯在電容C10上。

驅動電路，包括：電阻R5、R6一端接DSP控制器中輸出PWM波的信號腳， 另一端與三極管T1、T4的基極相接；三極管T1、T4和電阻R8、R9為放大電 路，三極管T1的集電極與電阻R8的一端和三極管T2、T3的基極相接，三極 管T4的集電極與電阻R9的一端和三極管T5、T6的基極相接，三極管T1、T4 的發射極接地；電阻R7一端接驅動電源，另一端與三極管T2、T3、T5、T6 分別組成的兩個推挽電路相連，二極管D4、D5、D6、D7分別并聯在三極管T2、 T3、T5、T6的集電極與發射極；電容C28、C29的一端分別與二極管D5、D7 的陰極相接，另一端與驅動模塊U4的4、6腳分別相接。

激光輸出控制電路，包括：電阻R25、R26和電容C30、C31分別組成兩 組激光電源輸出的啟停控制電路；電阻R25、R26一端與電源相接，另一端與 DSP控制芯片的信號腳相接；電容C30、C31一端與DSP控制器的信號腳相接， 另一端接地；二極管D8陽極接能量控制電壓，負極接分壓電阻R12，電阻R12 的另一端接DSP控制器的A/D采樣口；電容C12、C13和電阻R13的一端接DSP 的A/D采樣口，另一端接地；二極管D9的陰極接DSP控制器的A/D采樣口， 陽極接地。