CN2672926Y - 一种新型连续激光电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型是关于一种新型连续激光电源，包括引燃点火部分，其特征在于：还包括恒流控制模块、霍尔传感器等部分，所述的引燃点火部分中的IGBT器件与所述的恒流控制模块及霍尔传感器相连；引燃点火部分还包括顺序连接的全桥、电容、1300V变压器及高压包、电感、续流二极管、高压板等部件；恒流控制模块通过控制IGBT导通和截止来调节电流的大小，它包括IC7556C、EXB841、双向二极管、电阻等功能器件。该电源克服了现有激光电源所存在的缺陷，能够输出连续稳定的激光电源，性能稳定、价格低、操作和维护方便。

Description

一种新型连续激光电源

技术领域

本实用新型YAG-JT321A连续激光电源，是涉及YAG激光打标机产品中一个重要组成部份，能有效控制激光打标机的功率的新型连续激光电源。

背景技术

目前，国内市场供应的连续激光电源，基本上是依懒进口，现国外的电源价格昂贵，数据复杂，维护和保养不能及时得到解决。现国内也只有二家企业生产激光电源，但都存在着多种问题，如1)电流调节不稳定，不能很好地控制输出电流的波纹；2)一次点火成功率低，影响了氪灯的使用寿命，同时会引起炸灯。为了解决以上存在的问题，相关的厂商费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被开发完成，显然是相关业者急须解决的问题。鉴于上述电源存在着多种缺点，本公司组织了部分高技术人员、联合有关科研单位和科技院校成立攻关小组，研发一种性能稳定、价格低、操作和维护方便的新型连续激光电源。通过大家的不断研究、设计并经反复测试及改正后，终于研究出确具实用价值的新型激光电源。

发明内容

本新型激光连续电源所要解决的主要技术问题在于克服现有激光电源所存在的缺陷，而提供一种由新型功率元器件构成的激光电源，使其能够输出连续稳定的激光电源，来完成YAG激光机所需要的标刻任务。

本实用新型的目的及解决其主要技术问题是采用以下技术方案来实现的：依据本实用新型提出的一种新型连续激光电源，包括引燃点火部分，其特征在于：还包括恒流控制模块、霍尔传感器等部分，所述的引燃点火部分中的IGBT器件与所述的恒流控制模块及霍尔传感器相连；

所述的引燃点火部分还包括顺序连接的全桥、电容、1300V变压器及高压包、电感、续流二极管等部件；

所述的恒流控制模块通过控制IGBT导通和截止来调节电流的大小，它包括IC7556C、EXB841、双向二极管、电阻等功能器件。

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，由以上技术方案可知，本实用新型由于采用新型的功率元器件IGBT以及独特的PWM控制技术克服了现有激光电源所存在的缺陷，能够输出连续稳定的激光电源，性能稳定、价格低、操作和维护方便。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本实用新型总的电路控制原理图；(1-全桥 2-高压包 3-氪灯4-控制模块)

图2是本实用新型的控制IGBT原理图；

具体实施方式

以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的连续激光电源的结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图1所示，该连续激光电源，包括引燃点火部分，还包括恒流控制模块、霍尔传感器等部分，引燃点火部分采用电容、电感、续流二极管、高压包、1300V变压器、IGBT、全桥、高压板等部件组成；采用新型的功率元器件IGBT，具有开关速度快，小电压控制大电流，输出的重复精度高，热稳定性好，耐高压，损耗小，使用寿命长等特点，其构成功率驱动单元，电流效率达95％以上。电源打开后，通过全桥整流后，电容C1充电，然后1300V变压器导通，流经二极管C1(高压板上)对高压板上五个47uF/400V电解电容进行充电，同时也输出给高压包(1300V)进行第一次点火(引弧)，约6us左右，电容充满电后开始放电，通过高压包上的电感对氪灯进行第二次点火(拓弧)时将氪灯惰性气体击穿，然后由IGBT导通输出的一个300伏左右的直流电压进行维持，由于存在着平波电感几回路电感，当IGBT关断时流径C极的电流要在1us的时间内迅速降为零，平波电感上储存的能量势必，在IGBT的C和E二端产生过高的过电压，击穿IGBT，所以接入了续流快速恢复二极管D、L和L2组成的LC平波回路，有效地减少输出电流的波纹。

本电源采用独特的PWM控制技术，通过专用恒流控制模块来实施电流调节(见图1)，通过控制IGBT导通和截止来调节电流的大小。IGBT工作在开关频率自适应变化的开关状态。当它开通时间增长，关断时间变短时，电流则增大，反之电流则减少。恒流控制模块根据霍尔传感器中反馈的实际电值，实际电流上升斜率，以及给定电流值来快速调节IGBT导通和截止的时间及驱动频率，实现高速电流内环的闭环控制，在此基础上引入高精度的电流内环对电流实施精密控制(见图2)。通过IC7556C为普通电路工作说明，第九脚输出给EXB841的第十三脚(第二脚和第九脚为驱动电源)，输入后经过比较放大通过第三脚经过P6KE15为双向二极管，当电压超过正负15伏，双向二极管自然关断，用来保护IGBT然后通过扦针J5的第一脚输出给IGBT，EXB841的第一脚通过双向二极管P6KE15和电阻R2847R接IGBT控制端E脚，然后再和J3的第一脚连接，J3的一脚接IGBT的第一脚，J3的第三脚接IGBT的第三脚，J3的第三脚通过开关二极管D9BYV26E接向EXB841第6脚，用来改变IGBT的导通速度，从而有效的保护IGBT及氪灯。当IGBT瞬间电流过大时，第三脚电压大于EXB841的第六脚输出的电压。D9BYV26E成截止状态，IGBT和J5即无输出，同时输出脉宽为零，IGBT马上关断，有效地保护了氪灯。

工作原理：

当电源接通后，电容C1通过充电电阻进行充电，因为充电时间较短，为了防止短路现象出现，所以在前面加上一个200欧姆25瓦的线绕电阻，来延长充电时间，当充电完毕后，按下点火开关，机箱交流接触器动作，全桥通电后进行整流，接入IGBT的第一脚，和IGBT第二脚接电路负端，第三脚接电感L，同时经过霍尔传感器，大电感的另一端接电容C2的正端，同时接续流二极管的第三端，续流二极管的第二脚接高压包的负端高压包的正端接氪灯。在此时高压板上的电路吸合，1300V的变压器通电，同时给五个47uF/400V的电解电容充电，同时也输出给高压包次级进行第一次引弧，因为氪灯里面的氪气是一种惰性气体很难击穿，所以高压为2万伏左右，6us后高压板上的电容充满开始放电，通过高压板上的电感，流经氪灯约2千伏左右进行第二次点火(拓弧)，当气体被击穿后同时IC7556通过高压板上振荡电路，反馈的，信号，流经IC3240进地比较，处理后，输出到IC7556再输出一个纹波进行比较，然后输出到EXB841(PWM电路)进行处理，放大后输入IGBT控制端，致使IGBT导通。然后霍尔传感器检测到电流转换成小电压处理后通过电位器对IGBT进行控制IGBT导通后输出一个300V的直流电压进行维持，此为三级点火，氪灯点亮。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (3)

1、一种新型连续激光电源，包括引燃点火部分，其特征在于：还包括恒流控制模块、霍尔传感器部分，所述的引燃点火部分中的IGBT器件与所述的恒流控制模块及霍尔传感器相连。

2、根据权利要求1所述的连续激光电源，其特征在于所述的引燃点火部分还包括顺序连接的全桥、电容、1300V变压器及高压包、电感、续流二极管、高压板部件，其中，三相交流电源经全桥整流后，正极与电容C1正极、IGBT3脚(集电极)连接；IGBT1脚(发射极)与电感L连接，电感L另一端与电容C2和续流二极管D1正端连接、D1负端与高压包负输出端连接，高压包正输出端与氪灯正极连接，氪灯负极通过霍尔传感器与电容C2负端、C1负端和零线N连接，高压包的输入端通过高压板上的继电器与1300V变压器连接。

3、根据权利要求2所述的连续激光电源，其特征在于所述的恒流控制模块组成如下：IC7556C第九脚输出给EXB841的第十三脚(第二脚和第九脚为驱动电源)，输入后经过比较放大通过第三脚经过P6KE15为双向二极管，当电压超过正负15伏，双向二极管自然关断，用来保护IGBT然后通过扦针J5的第一脚输出给IGBT，EXB841的第一脚通过双向二极管P6KE15和电阻R2847R接IGBT控制端E脚，然后再和J3的第一脚连接，J3的一脚接IGBT的第一脚，J3的第三脚接IGBT的第三脚，J3的第三脚通过开关二极管D9BYV26E接向EXB841第六脚。

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