[发明专利]总线式二氧化碳激光高频开关电源

说明书

技术领域

本发明涉及一种开关电源，尤其是涉及一种总线式二氧化碳激光高频开关电源，属于电力电子技术领域。

背景技术

CO2激光器是一种分子激光，主要的物质是CO??分子，在外部高压的作用下，CO??分子从低能级跃迁到高能级上形成粒子数反转引起气体能级跃迁产生激光，其波长为10.6μm。这是一种非常有效率的激光，作为商业模型来说其转换效率达到10%，所以二氧化碳激光广泛用于激光切割，焊接，钻孔和表面处理，而作为商业应用激光可达45千瓦，这是目前最强的激光。

图1为激光谐振示意图。

如图1所示：CO2激光器包括多个加有高压的分段放电管，每个放电管产生的激光，在谐振腔内振荡而产生超强的激光。每个分段放电管都需要一个高压激励电源，而现在的电源是通过变压器升压，再倍压整流形成。当然也有用开关电源的，具体为：由专用PWM芯片给出调节振荡信号，驱动IGBT功率管或模块产生高压振荡，再由变压器升压，通过整流电路产生直流高压。而激光发生器每个分段放电管的电源的控制是用模拟量给专用PWM芯片，由于分段放电管的电源较多，模拟量信号就要传送给多个专用PWM芯片，在长距离的传输过程中必然要受到外界电磁场的干扰，产CO2生激光器的工作不稳定，影响切割效果。

图2为传统的激光开关电源的结构示意图。

开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，如图2所示：开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET或IGBT构成。激光电源是向激光器提供电能使之工作的装置，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两种，一般用在大功率CO2激光器上的电源PWM信号频率在20KHz以下。

图3为传统的激光开关电源生成的激光工作脉冲形式示意图。

如图3所示：传统的激光开关电源一般只能产生简单连续的激光输出和可调宽度的方波信号，一些很有效的脉冲无法输出，且若干个激光开关电源是由模拟信号相连接，信号干扰损耗大，很难做到协调一致。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种。

为达到上述目的，本发明是通过以下的技术方案来实现的：

一种总线式二氧化碳激光高频开关电源，其特征在于，包括总线、多个数字信号控制器（DSPIC）和多个开关电源，所述的多个数字信号控制器并列连接在总线上，而所述的开关电源每组四个，且每组四个开关电源并列连接在一个数字信号控制器上，此外，所述的总线则与主控制器连通，其中，所述的主控制器向总线传输控制信息，所述的总线向数字信号控制器传输同步信号，而所述的数字信号控制器则向开关电源传输脉宽调制信号。

进一步，其特征在于，所述的开关电源包括顺序连接的触发电路、功率震荡电路、变压器和整流电路，所述的整流电路与放电管连通。

而所述的功率震荡电路中设置有MOSFET或IGBT。

此外，所述的开关电源还包括一电流反馈电路，所述的电流反馈电路设置于整流电路和数字信号控制器之间。

而所述的电流反馈电路中设置有V/F变换芯片。

且所述的总线为CAN、RS485、Ethernet和PROFIBUS的串行总线或并行总线。

本发明的有益效果是：本发明通过总线可以控制多个数字信号控制器，DSPIC又通过四路可变脉宽的ＰＷＭ信号控制四个开关电源，可以简化电路，不需要每个电路一个专用IC，不仅提高了电压系统的可靠性，方便集中、远程控制，还可以让更多的电源组合在一起使用。此外，本发明使用的DSPIC产生了新型的脉冲形式，该形式的每个幅值和脉冲宽度均可以调节，可以提高激光电源的质量，更符合激光切割和焊接的工艺要求。

附图说明

图1为激光谐振示意图；

图2为传统的激光开关电源的结构示意图；

图3为传统的激光开关电源生成的激光工作脉冲形式示意图；

图4为本发明一实施例的结构示意图；

图5为本发明一实施例产生的脉冲形式一；

图6为本发明一实施例产生的脉冲形式二；

图7为本发明所述的开关电源的原理图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

图4为本发明一实施例的结构示意图；图5为本发明一实施例产生的脉冲形式一；图6为本发明一实施例产生的脉冲形式二；图7为本发明所述的开关电源的原理图。