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激光电源

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激光电源  激光电源是激光器的能源,它向激光器提供泵浦能量,控制激光输出强弱和重复频率.因此,激光电源是激光器必不可少的重要组成部分.它的功率和稳定性对激光器的相应性能有着直接的影响。

  激光电源最终作用对象为氙灯,经氙灯放电给激光器提供泵浦能量.

  氙灯的工作分为起辉,预燃和高压放电三阶段,其工作过程比较复杂,是一种非稳态的气体放电.起辉阶段,放电首先在石英管内壁接近触发丝处产生电离通道,气体由于与电子碰撞而被加热,灯内的氙气迅速电离,发生辉光放电.脉冲变压器T,电容C2,可控硅VT2和电阻R2构成起辉电路,当VT2关断时,电压U1通过电阻R2给电容C2充电,在电容C2上存储能量,通常U1为1kV左右,充电时间很短.当VT2导通时,电容C2和脉冲变压器T的电感谐振放电,在变压器T的副端产生5kV左右的起辉电压,脉冲氙灯在很强的轴向电场及触发高压脉冲作用下,气体被击穿,形成放电通道;预燃阶段,当输入的能量足够大时,电极加热到具有一定的热发射能力,灯管中的气体则由辉光放电过渡到弧光放电.此时,脉冲氙灯可近似为一电阻,电压U2通过电阻R1和二极管D加到脉冲氙灯两端形成预燃回路;高压放电阶段,脉冲氙灯为弧光放电,当VT1关断时,电压U3向电容C1充电,VT1导通时,当电容C1向脉冲氙灯放电,从而脉冲氙灯出现弧光频闪现象.在高压放电阶段,预燃电路一直给脉冲氙灯提供维持电流(约100mA).在传统的脉冲氙灯起辉预燃系统中,起辉阶段和预燃阶段分别需要电压源,U1为起辉电压,U2为预燃电压,从而增加了电源设计的复杂性.新型脉冲氙灯起辉预燃电源采用PWM技术控制,起辉和预燃阶段共用一个电源,起辉时为电压源,预燃时为恒流源.起辉阶段,最大占空比输出最高电压,通过串联谐振得到高压起辉电压;预燃阶段,通过调整占空比恒流输出维持电流。

  激光电源按照工作方式不同可分为连续激光电源与脉冲激光电源2种。

  脉冲激光电源:专门为脉冲Nd:YAG激光器设计的电源。采用开关电源,内部则通过单片机控制,是真正意义上的数控电源。通过触模式操作面板选择激光输出功率、频率和脉宽等参数,用户通过键盘对激光脉冲波形和参数进行编程,使焊接参数与焊接要求相匹配,以达到最佳的焊接效果,因而可以满足几乎所有金属的焊接需要,是多功能激光焊接机的理想配置,具有误操作和超温自动保护功能等功能。

  连续激光电源:高性能自动引燃恒流电源,电源通过定频调宽的方式,来实现高精度的恒流输出。输出电流波纹小,稳定度高。引燃部分采用串联高压包引弧,LC次高压接力,低压恒流接续电弧电流的三级续流方式,配合点火监测电路,实现自动点火,使一次点火成功率高达99[%]以上。高压脉冲波形上升和缓,强度可以分级调节,以适应不同氪灯击穿电压的分散性,同时也可以减小电极材料的溅射,减少高压触发对氪灯使用寿命的不良影响。

  1)主电路工作原理

  主电路由工频逆变电路由由工频220V供电,整流为310V直流,中间设有软启动电路和滤波环节,谐振电感,谐振电容和IGBT逆变开关组成半桥电路,逆变频率为22kHz,逆变后,通过高频变压器进行升压,与电网隔离之后进行高频整流,再给储能电容器充电.储能电容器放电前,由触发电路产生的高压将负载氙灯击穿电离,预燃电路给负载氙灯提供稳定的预燃电流,使负载氙灯处于放电前的准备状态.充好电的储能电容器经放电开关和成形电感给负载氙灯放电,从而实现对激光器的泵浦。

  2)控制电路工作原理

  激光电源的控制部分主要有信号源,信号处理及整形,延时调节,脉冲功率放大,储能电压控制以及隔离等电路组成.激光电源采用谐振开关技术的主电路结构,可以实现电流过零时刻的关断,能够有效地减少开关损耗,从而提高了转换效率.根据主电路的组成,控制电路主要完成充电控制,放电控制,充放电间的时间连锁,调Q延时控制等功能.在主电路与控制电路的接口增加隔离措施,以防止主电路对控制电路的干扰而造成控制电路失控现象的发生。

  1、在维修之前检查电源外壳是否正常接地

  2、测量电源箱外壳对操作台或工作台之间是否存在电压差

  3、箱内多出带有高压,上电后,手不能碰到器件的金属部分

  4、更换电源箱内部器件前,先关掉电源后应将储能电容的正负极彻底放电并用电压档确认无电压后进行下一步的更换或维修措施

  5、对于机器工作不稳定或工作时好时坏,可检查内主电路的螺钉,接线端子等是否松动,接线氧化等现象,老电源或使用环境差的电源应注意积灰状况

  6、维修时不能私自拆掉内部扎带、控制板或剪掉接线、乱接乱改,有可能会造成整机干扰或者性能下降,甚至造成报废



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dolphin    


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