[發明專利]一種大功率激光器能源組件

在審

• 申請號: 201510744337.8
• 申請日: 2015-11-05
• 公開（公告）號: CN105305584A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 張公全;鄒巖;李鵬軍;陳璐明;胡建超;馮進喜;朱秀麗;李振國;楊國杰;劉天強;夏德印;劉志遠;張明冉;張省;宋軍偉;皇利杰;田勤
• 申請（專利權）人: 許繼電源有限公司;許繼電氣股份有限公司;許繼集團有限公司;國家電網公司
• 主分類號: H02J7/34
• 分類號: H02J7/34
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 胡泳棋

技術領域

本發明屬于激光器電源技術領域，具體涉及一種大功率激光器能源組件。

背景技術

能源組件是大功率激光器的重要設備,是其中關鍵技術之一，為高功率激光放大器提供泵浦能量。基于激光器的高可靠性角度考慮，能源組件的供電穩定性就顯得尤為重要。但是，能源組件的本質是大功率的脈沖電源，即沖擊負荷。正常工況為幾十套電源同時運行，如果將沖擊負荷直接接入電網，將會對電網產生巨大的沖擊，嚴重時可能會導致電網癱瘓，為了確保電網安全，通常需要按照沖擊負荷來進行電網擴容，但擴容會降低電網的利用率，造成巨大的經濟浪費。因此，如何設計出一款直流電源，能夠為激光器沖擊負載提供高可靠性的供電，同時做到減小重復性大沖擊負荷對交流電網的沖擊、有效降低交流電網容量，成為擺在領域內眾多電源廠家面前的一個艱巨的任務。

發明內容

本發明提供了一種大功率激光器能源組件，以解決現有激光器電源為減小激光器重復性大沖擊負荷對交流電網的沖擊而降低電網的利用率的缺陷。

為解決上述技術問題，本發明的大功率激光器能源組件包括主電路和控制系統，所述主電路包括高壓充電模塊、儲能模塊、開關模塊和放電回路，所述高壓充電模塊與儲能模塊并聯，所述儲能模塊經過開關模塊后為放電回路供電，其特征在于，所述主回路還包括初級儲能單元，所述初級儲能單元包括充電裝置及蓄電池組，所述充電裝置的輸入端用于與電網連接，充電裝置的輸出端連接蓄電池組，蓄電池組輸出端連接高壓充電裝置。

所述充電裝置包括主回路、控制電路、輔助電源、驅動回路和監控電路，所述主回路包括EMI濾波、工頻整流、整流濾波、高頻逆變、變壓器隔離、輸出高頻方波整流和LC濾波，所述控制回路包括給定電路、輸出采樣電路、調節電路和PWM控制電路。

所述控制系統包括監控單元，所述監控單元控制連接充電裝置和蓄電池組。

所述控制系統與能源組件監控后臺通訊連接。

所述監控單元包括PLC可編程序控制器及顯示裝置。

所述蓄電池組由蓄電池串聯組成。

本發明的有益效果是：本發明的大功率激光器能源組件中設置了初級儲能單元，當激光器脈沖負荷工作時，與電網斷開，由該初級儲能單元中的蓄電池組為儲能電容充電，為激光器沖擊負載提供直流電源，從而減小重復性大沖擊負荷對交流電網的沖擊，降低交流電網容量要求，不會降低電網的利用率。

在交流電源停電情況下，蓄電池組也能單獨為直流負荷提供一定容量的直流電，提高電源的利用率，在一定程度上能夠實現不間斷供電。該能源組件在各種正常和事故情況下都能保證可靠供電。

本發明能源組件中充電裝置采用電力電子變換技術、軟開關技術、控制技術把交流電變換為高精度直流電，對蓄電池組進行浮充電、均充電。

附圖說明

圖1本實施例能源組件主電路原理框圖；

圖2本實施例充電裝置原理框圖；

圖3本實施例能源組件圖；

圖4本實施例初級儲能單元圖；

圖5本實施例蓄電池組放電特性曲線圖；

圖6本實施例監控裝置人機界面圖。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發明的技術方案作進一步詳細說明。

如圖1所示，本實施例的大功率激光器能源組件包括主電路和控制系統，所述主電路包括高壓充電模塊、儲能模塊、開關模塊和放電回路，高壓充電模塊與儲能模塊并聯，所述儲能模塊經過開關模塊后為放電回路供電，該主電路還包括初級儲能單元，初級儲能單元包括充電裝置及蓄電池組，充電裝置的輸入端用于與電網連接，充電裝置的輸出端連接蓄電池組，蓄電池組輸出端連接高壓充電裝置。

下面對上述各個模塊進行詳細闡述：

圖1為能源組件主電路原理框圖，能源組件的主要功能是為片狀放大器提供能量泵浦。能源組件包括主電路和控制系統，主電路包括初級儲能單元、高壓充電模塊、儲能模塊、開關模塊、放電電纜等，控制系統包括數據采集、控制模塊等。初級儲能單元實現能源組件的初級儲能，有效的降低能源組件對電網的功率沖擊；儲能模塊選用特制的薄膜電容器，用于高壓儲能；高壓充電模塊為高壓儲能電容器充電；開關模塊選用引燃管，進行放電的主回路通斷控制；數據采集模塊采集6路放電電流波形；控制模塊通知組件內部所有設備的狀態控制、參數設定、狀態檢測、故障處理、邏輯控制等功能，同時實現對上位機控制FEP的“四遙”功能。