[發明專利]一種大功率激光電源用多分頻脈沖寬度調制控制電路

無效

• 申請號: 201110365949.8
• 申請日: 2011-11-17
• 公開（公告）號: CN102403885A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 張肽鋒
• 申請（專利權）人: 深圳市聯贏激光股份有限公司
• 主分類號: H02M1/088
• 分類號: H02M1/088
• 代理公司: 廣東國欣律師事務所 44221
• 代理人: 李瑛

技術領域

本發明涉及激光電源，特別是涉及一種大功率激光電源用多分頻脈沖寬度調制控制電路。

背景技術

現有大功率激光放電電源中，大多是采用未分頻或二分頻的脈沖寬度調制(Pulse?Width?Modulation，縮略詞為PWM)控制電路，前一種控制單個功率開關管工作，后一種控制兩個并聯的功率開關管交替工作。

由于作為功率開關管的絕緣柵雙極型晶體管(Insulated?Gate?Bipolar?Transistor，縮略詞為IGBT)工作時的功耗，與工作頻率即載波頻率基本是線性相關。工作頻率越高，IGBT功耗越大，器件的實際溫度也就越高，安全隱患越突顯，因此，IGBT的工作頻率嚴重制約了大功率激光放電電源的輸出功率提高。盡管可以采用多個IGBT并聯方式，以減少單個IGBT的電流以降低溫度，但是，又存在并聯個管之間的均流問題。此外，大功率激光放電電源的開關頻率還受到IGBT最高特性頻率只有幾十KHz的限制，采用的電感感抗高，存在電源體積偏大，功耗增大，轉換效率和穩定度下降的缺陷。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是彌補上述現有技術的缺陷，提供一種大功率激光電源用多分頻脈沖寬度調制控制電路。

本發明的技術問題通過以下技術方案予以解決。

這種大功率激光電源用多分頻脈沖寬度調制控制電路，包括脈沖寬度調制PWM信號生成器，所述PWM信號生成器用于控制一組并聯的功率開關管為大功率激光放電提供電源。

這種大功率激光電源用多分頻脈沖寬度調制控制電路的特點是：

設有由級聯的計數器和譯碼器組成的至少三分頻電路，所述計數器的輸入端與所述PWM信號生成器的輸出端連接，所述譯碼器的輸出端與所述PWM信號生成器的輸出端同時與一組并行的門電路連接，所述一組并行的門電路的各個輸出端分別與所述一組并聯的功率開關管的控制端一一對應連接，組成至少三分頻的PWM控制電路。

本發明的技術問題通過以下進一步的技術方案予以解決。

所述計數器是異步集成計數器和同步集成計數器中的一種。

所述計數器是任意進制計數器。

所述計數器是四位二進制計數器。

設有采用反饋清零法的或門、門組合電路，所述或門的一輸入端與所述PWM信號生成器的輸出端連接，另一輸入端與所述門組合電路的輸出端連接，所述或門的輸出端與所述計數器的清零控制端連接，所述門組合電路的輸入端與所述計數器的輸出端連接。

所述譯碼器是二-四線譯碼器、三-八線譯碼器和四-十六線譯碼器中的一種。

本發明的技術問題通過以下再進一步的技術方案予以解決。

所述一組并聯的功率開關管是至少三個功率開關管并聯的一組并聯的功率開關管。

所述一組并聯的功率開關管是連接在降壓變換器BUCK電源結構和升壓變換器BOOST電源結構中的一組并聯的功率開關管。

所述功率開關管是IGBT。

本發明與現有技術對比的有益效果是：

本發明采用至少三分頻的PWM信號同時控制數量相同的至少三個功率開關管循環工作，不僅可以降低單個功率開關管的工作頻率，提高電源的總工作開關頻率、電源轉換效率和穩定度，還可以降低散熱片溫度，減小電源體積，有效解決多個功率開關管并聯之間的均流問題，可以用于12KW以上的大功率激光電源。

附圖說明

圖1是本發明具體實施方式的電路組成圖；

圖2是圖1電路的PWM信號生成器、譯碼器和門電路的輸出波形圖。

具體實施方式

下面結合具體實施方式并對照附圖對本發明進行說明。

一種如圖1、2所示的大功率釔鋁石榴石晶體YAG激光電源用四分頻脈沖寬度調制控制電路，包括采用型號為TL494芯片的PWM信號生成器U6。PWM信號生成器U6用于控制一組并聯的功率開關管Q1、功率開關管Q2、功率開關管Q3、功率開關管Q4為大功率YAG激光放電提供電源。功率開關管Q1、功率開關管Q2、功率開關管Q3、功率開關管Q4采用型號為MDI550-12A4的IGBT。