[發(fā)明專利]用于高功率CO2激光器的高壓接收控制裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310574030.9
• 申請日: 2013-11-13
• 公開（公告）號: CN104638500A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏筱筠;朱向陽;賈歡;王洪義;郭建;陸洋;鄭岳
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院沈陽計算技術(shù)研究所有限公司
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/134;H01S3/10;H03F3/20
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富;周秀梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于大功率激光器的CO₂高壓接收控制裝置，適用于在激光切割機等領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

大功率CO₂激光器是一種較為復(fù)雜的工業(yè)設(shè)備,不僅具有高電壓、大電流的電源以及多密封面的真空腔體,而且必須保持工作氣體成分、氣壓的動態(tài)穩(wěn)定,同時在運行過程中產(chǎn)生大量的熱量需要進行冷卻,對溫度變化也比較敏感。?

現(xiàn)有的激光器接收控制電路都是采用光耦隔離的方式，將光信號轉(zhuǎn)換為電信號后再進行數(shù)字信號的放大，會導(dǎo)致抗干擾能力差，不能給予大功率CO₂激光器穩(wěn)定的電壓電流，影響激光器的正常穩(wěn)定工作。?

目前為了提高CO₂激光機的功率，必須采用高電壓的接受信號，所以激光器接收控制電路必須提高控制板輸出高電壓的能力。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種能夠?qū)⒐庑盘栟D(zhuǎn)換為電信號并穩(wěn)定地進行功率放大的接收控制裝置。?

本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：用于高功率CO₂激光器的高壓接收控制裝置，包括順序連接的恒率電源、光纖接收器、DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換器、模擬開關(guān)、運算放大器模塊和功率放大器；所述恒率電源用于將外部交流電轉(zhuǎn)換成直流電，為光纖接收器、DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換器、模擬開關(guān)、運算放大器模塊和功率放大器供電；所述光纖接收器用于接受外部光纖信號，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號送至數(shù)模轉(zhuǎn)換器；所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器用于將串行輸入的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬電流輸出信號，輸出至模擬開關(guān)。?

所述光纖接收器為三個或以上，其中兩個光纖接收器與模擬開關(guān)的控制端連接，其他的光纖接收器均與DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換器連接。?

所述功率放大器包括場效應(yīng)管和運算放大器；場效應(yīng)管的漏極D通過兩個串聯(lián)的二極管D3、D4與地連接，源極S通過電阻R31與地連接，柵極G通過電容C20和電阻R30的并聯(lián)電路分別與電容C19和電阻R29組成的并聯(lián)電路、運算放大器的輸出端相連接，電容C19和電阻R29組成的并聯(lián)電路另一端經(jīng)電阻R27與場效應(yīng)管的源極S連接，還與運算放大器的反相輸入端相連；運算放大器的正相輸入端與模擬開關(guān)的輸出端連接；恒率電源的負極輸出端連接電阻R70后、與漏極D作為一對輸出端，用于與激光器的輸入端連接。?

本發(fā)明具有以下有益效果及優(yōu)點：?

1.本發(fā)明輸入端采用光纖接收器，降低了成本，抗干擾能力強。?

2.采用了模擬開關(guān)，方便實現(xiàn)了模擬信號之間的切換。?

3.采用了分段控制，可以通過短路帽來分別控制前四路與后四路的功率放大電路。?

4.本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，本身消耗的功率小，運行成本低，可在多種復(fù)雜環(huán)境下使用。?

5.本發(fā)明低成本，抗干擾能力強；方便實現(xiàn)了模擬信號之間的切換；方便實現(xiàn)分段控制。?

附圖說明

圖1為本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)框圖；?

圖2為光纖接收器接收電路原理圖；?

圖3為光纖接收器與數(shù)模轉(zhuǎn)換器連接電路圖；?

圖4為功率放大器電路圖。?

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明。?

如圖1所示，本發(fā)明之結(jié)構(gòu)設(shè)計是這樣實現(xiàn)的：接收控制板包括：恒率電源、光纖接收器、DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換器、模擬開關(guān)、運算放大器模塊、功率放大器。其連接是：恒率電源與各器件相連接為各個器件提供直流電；光纖接收器分別?與DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換器和模擬量開關(guān)相連接；DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出端與模擬開關(guān)相連接；模擬開關(guān)與運算放大器的輸入端相連接；運算放大器的輸出端與功率放大器相連接。?

恒率電源具有整流、濾波電路，電源穩(wěn)壓電路，將交流115V電轉(zhuǎn)換成直流電，為其他功能模塊提供+5V，+15V，-15V直流電源。?

光纖接收器為多個，用于接受光纖數(shù)字信號，其中一個提供模擬量開關(guān)的控制信號，其他用于提供DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換器的時鐘、上載、串行輸入信號；；?

DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換器采用MAX543芯片，用于將串行輸入的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬電流輸出信號；MAX543串行輸入端SRI、時鐘信號端CLK、上載端LOAD的信號分別來自光纖接收器的數(shù)字信號；MAX543的輸出端與運算放大器連接。?

模擬開關(guān)完成信號鏈路中的信號切換功能，采用MC14066；它的輸入端與數(shù)模轉(zhuǎn)換器的RFB端通過電阻連接；兩個控制端分別與兩個光纖接收器的4腳連接。輸出端與運算放大器的輸入端連接。?