[實(shí)用新型]納秒脈沖激光電源硬件電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420008506.2
• 申請(qǐng)日: 2014-01-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203645128U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳哲;翟文賀;鄧濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北林業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H01S3/09
• 分類號(hào): H01S3/09
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務(wù)所 23118
• 代理人: 陳曉光

技術(shù)領(lǐng)域：

本實(shí)用新型涉及一種納秒脈沖激光電源硬件電路。

背景技術(shù)：

YAG激光器是一種固體激光器，它的電源是YAG激光器系統(tǒng)的重要組成部分。YAG激光器采用氙燈作為泵浦源，因此必須具有一臺(tái)與其相適應(yīng)的氙燈供電電源。對(duì)于該激光器電源來(lái)說(shuō)，它的負(fù)載是脈沖氙燈，當(dāng)氙燈內(nèi)有脈動(dòng)大電流流過(guò)時(shí)，脈沖氙燈進(jìn)行弧光放電，則YAG激光器的工作物質(zhì)一摻釹釔鋁石榴石晶體吸收0.7～0.9?μm范圍內(nèi)的光能而形成受激輻射，從而發(fā)出激光。為了點(diǎn)燃脈沖氙燈，必須具有氙燈的觸發(fā)電路、儲(chǔ)能電容器的充電電路、以及儲(chǔ)能器的放電電路，從而組成一個(gè)完整的激光器電源電路。激光電源是激光器的能源，它向激光器提供泵浦能量，控制激光輸出強(qiáng)弱和重復(fù)頻率。因此，激光電源是激光器必不可少的重要組成部分。早期的脈沖激光電源，如諧振充電型或LC恒流充電型激光電源，都是用工頻交流變壓器進(jìn)行升壓，并實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的隔離。工頻交流變壓器體大笨重，且只能輸出工頻交流。

實(shí)用新型內(nèi)容：

本實(shí)用新型的目的是提供一種納秒脈沖激光電源硬件電路。

上述的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種納秒脈沖激光電源硬件電路,其組成包括：PWM信號(hào)生成電路，所述的PWM信號(hào)生成電路分別與信號(hào)隔離驅(qū)動(dòng)電路、穩(wěn)壓電路、控制器連接，所述的信號(hào)隔離驅(qū)動(dòng)電路與全橋逆變充電電路連接，所述的全橋逆變充電電路分別與電源電路、儲(chǔ)能電容器連接，所述的儲(chǔ)能電容器分別與放電開(kāi)關(guān)、電壓取樣電路連接，所述的電壓取樣電路分別與保護(hù)電路、所述的穩(wěn)壓電路連接，所述的控制器分別與預(yù)燃電路、所述的放電開(kāi)關(guān)、所述的保護(hù)電路連接，所述的預(yù)燃電路與脈沖氙燈連接。

有益效果：

本實(shí)用新型的采用過(guò)壓保護(hù)電路是為了防止儲(chǔ)能電容器上充電過(guò)高而損壞電容器，并且單次放電能量過(guò)大，達(dá)到氤燈的爆炸功率，而損壞氙燈或激光器。此過(guò)壓保護(hù)電路較簡(jiǎn)單，電壓取樣經(jīng)跟隨器輸入到比較器的同相端，當(dāng)取樣信號(hào)超過(guò)限定值時(shí)，比較器輸出高電平到控制器的外部中斷引腳，并立刻響應(yīng)中斷，向SG3525發(fā)出高電平對(duì)逆變器封鎖。C7和R15組成濾波網(wǎng)絡(luò)消除電壓取樣信號(hào)中的毛刺，防止保護(hù)電路誤動(dòng)作。

本實(shí)用新型將工頻交流整流成直流，再用開(kāi)關(guān)功率變換方法，將直流逆變進(jìn)行整流，給儲(chǔ)能電容器充電，最后經(jīng)氙燈放電給激光器提供泵浦能量。由于高頻變壓器的體積和重量遠(yuǎn)小于同等容量的工頻變壓器，因此，整個(gè)激光電源的體積和重量大大減小。同時(shí)，由于頻率的提高，每周期給儲(chǔ)能電容器充電少，通過(guò)充電電壓的控制，使充電電壓實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可調(diào)，從而大大提高了激光輸出的穩(wěn)定性。

本實(shí)用新型的預(yù)燃電路的C9從R14兩端分得電壓，當(dāng)VQ3觸發(fā)高電平時(shí)候，C9瞬間放電，觸發(fā)端出現(xiàn)4?000～6?000?V的高壓，使氙燈電離，氙燈內(nèi)阻很低，同時(shí)儲(chǔ)能電容器放電，氙燈發(fā)光。

附圖說(shuō)明：

附圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，8為工件，9為激光束。

附圖2是電源電路的電路原理圖。

附圖3是PWM信號(hào)生成電路的電路原理圖。

附圖4是保護(hù)電路的電路原理圖。

附圖5是預(yù)燃電路的電路原理圖。

具體實(shí)施方式：

實(shí)施例1：

一種納秒脈沖激光電源硬件電路,其組成包括：PWM信號(hào)生成電路1，所述的PWM信號(hào)生成電路分別與信號(hào)隔離驅(qū)動(dòng)電路2、穩(wěn)壓電路3、控制器4連接，所述的信號(hào)隔離驅(qū)動(dòng)電路與全橋逆變充電電路5連接，所述的全橋逆變充電電路分別與電源電路6、儲(chǔ)能電容器7連接，所述的儲(chǔ)能電容器分別與放電開(kāi)關(guān)8、電壓取樣電路9連接，所述的電壓取樣電路分別與保護(hù)電路10、所述的穩(wěn)壓電路連接，所述的控制器分別與預(yù)燃電路11、所述的放電開(kāi)關(guān)、所述的保護(hù)電路連接，所述的預(yù)燃電路與脈沖氙燈12連接。