開關(guān)變換型連續(xù)激光電源的研制.pdf

1、自從1960年美國人Maiman首先在實(shí)驗(yàn)室用紅寶石晶體獲得激光輸出以來，激光器件和技術(shù)取得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展。由于激光具有方向性好、能量密度高和單色性好等一系列優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在激光技術(shù)已被廣泛地運(yùn)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、科學(xué)研究及軍事等各個(gè)領(lǐng)域，特別是在工業(yè)加工領(lǐng)域，隨著激光加工市場地不斷擴(kuò)大，激光加工在整個(gè)加工業(yè)的作用越來越大，對激光設(shè)備的需求也越來越大。
　　固體激光器電源作為提供能量給惰性氣體放電燈以便獲得大功率激光輸出的電泵浦源，

2、是激光加工設(shè)備中最重要的部件之一，是決定激光器整體性能的重要因素。
　　對連續(xù)固體激光器電源來說，它的負(fù)載是連續(xù)氪燈，這種氣體放電燈的伏安特性是非線性的，且工作在低壓大電流狀態(tài)下。由于氪燈內(nèi)惰性氣體氣壓較高，所以在點(diǎn)燃這種燈時(shí)，必須有觸發(fā)電路和預(yù)燃電路，才能保證氪燈穩(wěn)定點(diǎn)燃和正常運(yùn)行。
　　傳統(tǒng)的激光電源通常采用調(diào)壓器調(diào)壓式主電路、可控硅相控整流式主電路或晶體管整流式主電路。采用調(diào)壓器調(diào)壓的激光電源，由于調(diào)壓器的存在，電源的

3、體積和重量都很大，而且輸出電流地調(diào)節(jié)也很不方便，整個(gè)電源系統(tǒng)的效率也很低?？煽毓柘嗫卣魇郊す怆娫淳哂幸欢ǖ卣{(diào)節(jié)輸出電流或電壓的能力,但它存在整流紋波較大的問題，難以滿足高性能要求。晶體管整流式激光電源雖然響應(yīng)速度較快，穩(wěn)流效果較好，整流紋波較小，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。
　　開關(guān)電源由于具有體積小、重量輕、損耗小、效率高、穩(wěn)定性好及保護(hù)功能完善等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于各種電能轉(zhuǎn)化的場合。所以在經(jīng)過綜合比較分析后，本電源采用了既經(jīng)濟(jì)又

4、實(shí)用的Buck型降壓式開關(guān)電源方案。連續(xù)固體激光器電源系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：輸入整流濾波電路、浪涌抑制電路、IGBT的隔離和驅(qū)動(dòng)電路、輸出整流濾波電路、預(yù)燃觸發(fā)電路、控制電路、保護(hù)電路、輔助電源等。
　　本論文詳細(xì)地分析了主要電路參數(shù)地計(jì)算和確定，并使用Pspice軟件對部分電路進(jìn)行了仿真，以驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性。在充分運(yùn)用自動(dòng)控制原理的基礎(chǔ)上，還使用Matlab軟件對系統(tǒng)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和仿真，以驗(yàn)證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，最終較圓滿地