[发明专利]一种电感电容正弦变换CO2激光电源

说明书

技术领域

本发明涉及以DSP为核心控制芯片、利用电感电容正弦变换产生适合于 CO₂激光管负载特性的激励电源技术领域，具体的说是一种电感电容正弦变换 CO₂激光电源。

背景技术

目前，中国激光行业发展迅猛，激光广泛应用于焊接、切割、打标、划 片、刻膜等各个领域；而激光电源的发展已成为制约激光行业发展的一个重 要瓶颈，工作可靠性不够高，输出不够稳定是当前市场上常见激光电源比较 普遍的问题。主要原因在于多数产品采用的主电路拓扑与CO₂激光管的负载特 性不相适应，造成电源易损坏，影响系统正常工作。同时，由于负载CO₂激光 管易发生漏气，破损等异常问题，也易造成电源的损坏。另外，其产品基本 上都是采用模拟电路控制，其控制精度和响应速度都难于满足系统的高精度 要求。

发明内容

本发明的目的是设计一种采用DSP为核心控制器和电感电容正弦变换电 路的技术方案的电感电容正弦变换CO₂激光电源。

本发明一种电感电容正弦变换CO₂激光电源，包括：驱动电路、激光输出 控制电路、电流采样电路，还有主电路单元中采用电感电容正弦变换电路， 数字化处理电流反馈信号的DSP控制器。

主电路单元，包括：整流滤波电路、半桥逆变电路、电感电容正弦变换 电路和高压变换电路。

电感电容正弦变换电路，由电感L3、电容C10、高压包T7组成；其中高 压包T7原边输入两抽头分别与电容C10两引脚相连接，高压包T7原边的第1 抽头同时与电感L3的第2抽头相连接。

DSP控制器，电流反馈电路由运算放大器U3及相关外围器件组成，电流 反馈信号经电流反馈单元输入DSP控制单元进行数字化处理。

DSP控制器为TMS320LF2401数字信号处理器。

主电路单元，包括：220V交流电经过保险丝F1和防浪涌的热敏电阻R1 接入；再由电容C1、C2、C3、C4以及电感L1组成的滤波电路进行滤波后， 由整流桥V1变换成300V左右的直流电；电容C5、C6和功率管Q1、Q2组成 半桥逆变电路，放电电阻R4、R0分别与电容C5、C6并联，续流二极管D1、 D2分别与功率管Q1、Q2并联；电阻R10与电容C7串联后再并联在功率管Q1 两端，电阻R11与电容C8串联后再并联在功率管Q2两端；电感L3和电容C10 串联组成电感电容正弦变换电路，电感L3另一端与电感L2相连，电容C10 另一端与隔直电容C9连接，电容C9另一端与桥臂电容C5、C6的连接点相接， 高压包T7并联在电容C10上。

驱动电路，包括：电阻R5、R6一端接DSP控制器中输出PWM波的信号脚， 另一端与三极管T1、T4的基极相接；三极管T1、T4和电阻R8、R9为放大电 路，三极管T1的集电极与电阻R8的一端和三极管T2、T3的基极相接，三极 管T4的集电极与电阻R9的一端和三极管T5、T6的基极相接，三极管T1、T4 的发射极接地；电阻R7一端接驱动电源，另一端与三极管T2、T3、T5、T6 分别组成的两个推挽电路相连，二极管D4、D5、D6、D7分别并联在三极管T2、 T3、T5、T6的集电极与发射极；电容C28、C29的一端分别与二极管D5、D7 的阴极相接，另一端与驱动模块U4的4、6脚分别相接。

激光输出控制电路，包括：电阻R25、R26和电容C30、C31分别组成两 组激光电源输出的启停控制电路；电阻R25、R26一端与电源相接，另一端与 DSP控制芯片的信号脚相接；电容C30、C31一端与DSP控制器的信号脚相接， 另一端接地；二极管D8阳极接能量控制电压，负极接分压电阻R12，电阻R12 的另一端接DSP控制器的A/D采样口；电容C12、C13和电阻R13的一端接DSP 的A/D采样口，另一端接地；二极管D9的阴极接DSP控制器的A/D采样口， 阳极接地。