CN101018441B - 高压气体激光放电装置专用直流恒压恒流电源 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高压气体激光放电装置专用直流恒压恒流电源，属于直流恒压恒流电源设备技术领域，本发明是对现有高压直流恒压恒流电源结构的改进，通过在高压变压器初级各相的输入保护部件与电压控制环节之间的电路中接入切断三相电压部件和控制电路，当负载发生拉弧使输出电流超过额定电流时，控制电路立即发一触发脉冲，迅速使切断三相电压部件中的可控硅立即导通，并使高压变压器初级绕组上的电压立即降为零，高压变压器次级电压立即降为零，进而使输出直流高压和输出电流立即降为零，使高压气体激光放电装置中气体激光管上的拉弧立即熄灭，恢复正常性能，本发明电路简单，控制效果好，有利于高压气体激光放电装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种高压气体激光放电装置专用直流恒压恒流电源，属于直流恒压恒流电源设备技术领域。
背景技术
正常状态下，为高压气体激光放电装置提供恒压恒流的电源设备，负载要求电源输出30KV高压，输出电流3A。气体激光管装置发出强大的能量，以供后道工序加工之用，但这种气体激光放电装置不是太稳定，在正常状态下是一种平稳的激光束，但当气体的纯度等不可测因素发生时，平稳的激光束就会发生拉弧等现象，而一旦发生拉弧就极易损伤放电装置。因此，一旦负载发生弧光而使输出电流突然超过3A时，电源应能迅速在1ms内切断输出高压，以保护气体激光装置不会损坏；同时另一方面，因为这种保护措施一分钟时间内有可能发生十多次，如果激光放电装置频繁多次停止工作，就会降低气体激光装置的能量，使其降低工作效率，因此每次发生弧光而使电源停止工作的时间不应超过10ms。
发明内容
本发明的目的是针对现有高压直流恒压恒流电源无法在高压气体激光放电装置发生拉弧等现象时迅速切断输出高压，从而极易损伤气体激光装置，同时又无法迅速恢复工作，会降低气体激光装置的能量的不足，提供在保持具有高电压大电流的技术性能基础上，既可迅速在短时间内切断输出高压，又可迅速恢复工作的一种高压气体激光放电装置专用直流恒压恒流电源。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种高压气体激光放电装置专用直流恒压恒流电源，包括主回路中的高压变压器，与高压变压器初级各相连接的由空气开关、接触器和熔断器组成的三相输入保护部件，由可控硅组成的三相电压控制部件，与高压变压器的次级连接的高压整流桥及电压电流取样电路，其特征是所述专用电源的高压变压器初级各相三相电压控制部件前的回路中接入切断三相电压部件，设置的控制电路的信号输出端分别连接切断三相电压部件中各相可控硅的控制极和阴极，控制电路的输入端接电源主回路中的电流取样端。
各相切断三相电压部件由电抗器及正反向连接的可控硅组成，电抗器串接在相应相熔断器与初级线圈的连接线中，两可控硅的正反向连接点接入三相电压控制部件的可控硅前。
所述的控制电路由辅助电源，过流比较器，脉冲产生电路和脉冲传输电路构成；过流比较器的输出接脉冲产生电路的输入端，脉冲产生电路的输出端接脉冲传输电路中变压器的初级绕组，脉冲传输电路中变压器的6组次级绕组分别接切断三相电压部件中各相可控硅的控制极和阴极，电源主回路中的电流取样信号接过流比较器的输入端。
所述的控制电路中过流比较器由运算放大器和外围电路构成。
所述的控制电路中脉冲产生电路由串接的电容、电阻和共同与三极管基极连接的二极管构成。
所述的控制电路中脉冲传输电路由脉冲变压器中的一组初级绕组和六组次级绕组以及各次级绕组上串接的导向二极管、限流电阻和抗干扰电容构成。
本发明是对现有高压直流恒压恒流电源结构的改进，通过在高压变压器初级各相的输入保护部件与电压控制部件之间的电路中接入由电抗器及可控硅组成的切断三相电压部件，当负载发生拉弧使输出电流超过额定电流时，控制电路立即发一触发脉冲，迅速使切断三相电压部件中的可控硅立即导通，三相工频电压立即加到电抗器上，使得由变压器初级相绕组和电压控制部件中的可控硅串联回路的压降迅速降低到可控硅导通正向压降，由于切断三相电压部件可控硅和电压控制部件中可控硅的正向压降相等，那么高压变压器初级绕组上的电压便立即降为零，高压变压器次级电压立即降为零，进而使输出直流高压和输出电流立即降为零，使高压气体激光放电装置中气体激光管上的拉弧立即熄灭，恢复正常性能，本发明电路简单，控制效果好，有利于高压气体激光放电装置。
附图说明
图1为本发明与高压气体激光放电装置连接电路图。
具体实施方式
结合附图和实施例进一步说明本发明，本发明由控制电路，高压变压器，与高压变压器初级各相连接的由空气开关、接触器和熔断器组成的三相输入保护部件，由可控硅组成的三相电压控制部件，切断三相电压部件，与高压变压器的次级连接的高压整流桥及电压电流取样电路构成，各相切断三相电压部件由电抗器及正反向连接的可控硅组成，电抗器串接在相应相熔断器与初级线圈的连接线中，两可控硅的正反向连接点接入三相电压控制部件的可控硅前；控制电路的信号输出端分别连接切断三相电压部件中各相可控硅的控制极。
三相输入保护部件，由空气开关KK、接触器3J1和熔断器组成，主要功能是将三相工频电压引入机内，熔断器和空开起过载保护作用，接触器3J1正常时起切断或接通三相电源的作用，当电源故障时，3J1跳开，起到保护电源及负载的作用。
快速切断三相电压部件，由电抗器DK1～DK3及可控硅SCR7、SCR8和SCR9、SCR10和SCR11、SCR12组成，当电源正常工作时SCR7～SCR12不工作，只有当负载发生拉弧使输出电流超过3A时，控制电路立即发一触发脉冲，迅速使SCR7～SCR12立即导通，这样三相工频电压便立即加到电抗器DK1～DK3上。以A相为例，由于SCR7、SCR8的立即导通，使得由变压器初级A相绕组和SCR1、SCR2串联回路的压降讯速降低到SCR1、SCR2的导通正向压降。由于SCR7、SCR8和SCR1、SCR2的正向压降相等，那么高压变压器初级A相绕组上的电压便立即降为零。同样高压变压器初级B相绕组和C相绕组上的电压也立即降为零。由此引起高压变压器次级电压立即降为零，进而使输出直流高压和输出电流立即降为零，使气体激光管上的拉弧立即熄灭，恢复正常性能。由于控制电路接到过流信号时仅向SCR7～SCR12发出单个脉冲，因此当三相工频电源发生换相后，即三相电压分别经过过零点时，可控硅SCR7～SCR12便相继关断，电源输出电压仍重新由SCR1～SCR6控制，进入正常工作状态，恢复时间设为5～10ms，电源完成一个拉弧保护过程。
三相电压控制部件由可控硅SCR1～SCR6构成，通过控制电路向SCR1～SCR7发出不同相位的触发脉冲，以改变SCR1～SCR7导通角，进而改变三相高压变压器输入线圈上的电压，进而改变高压变压器的次级电压，最终改变输出直流高压和输出电流的作用。
Claims (4)
1.一种高压气体激光放电装置专用直流恒压恒流电源，包括主回路中的高压变压器，与高压变压器初级各相连接的由空气开关、接触器和熔断器组成的三相输入保护部件，由可控硅组成的三相电压控制部件，与高压变压器的次级连接的高压整流桥及电压电流取样电路，其特征是所述专用电源的高压变压器初级各相三相电压控制部件前的回路中接入切断三相电压部件，设置的控制电路的信号输出端分别连接切断三相电压部件中各相可控硅的控制极和阴极，控制电路的输入端接电源主回路中的电流取样端；所述各相切断三相电压部件由电抗器及正反向连接的可控硅组成，电抗器串接在相应相熔断器与初级线圈的连接线中，两可控硅的正反向连接点接入三相电压控制部件的可控硅前；所述的控制电路由辅助电源，过流比较器，脉冲产生电路和脉冲传输电路构成；过流比较器的输出接脉冲产生电路的输入端，脉冲产生电路的输出端接脉冲传输电路中变压器的初级绕组，脉冲传输电路中变压器的6组次级绕组分别接切断三相电压部件中各相可控硅的控制极和阴极，电源主回路中的电流取样信号接过流比较器的输入端。
2.根据权利要求1所述的高压气体激光放电装置专用直流恒压恒流电源，其特征是所述的控制电路中过流比较器由运算放大器和外围电路构成。
3.根据权利要求1所述的高压气体激光放电装置专用直流恒压恒流电源，其特征是所述的控制电路中脉冲产生电路由串接的电容、电阻和共同与三极管基极连接的二极管构成。
4.根据权利要求1所述的高压气体激光放电装置专用直流恒压恒流电源，其特征是所述的控制电路中脉冲传输电路由脉冲变压器中的一组初级绕组和六组次级绕组以及各次级绕组上串接的导向二极管、限流电阻和抗干扰电容构成。
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