[发明专利]一种用于光纤熔接机的三相电弧高压放电系统

说明书

一种用于光纤熔接机的三相电弧高压放电系统，通过初级升压电路将电源电压升高；经过反激变换，使得电压显著提升，后经二极管整流电路转为放电直流电压；通过占空比可调的PWM波以及处理AD采样得到的信号控制初级升压的最终电压以及控制两个相同的反激变换得到两组压差都为1.5KV的放电直流电压；采集光纤熔接机工作时初级升压电路和反激变换电路的电流，使功率在工作时保持在安全工作区域并保持功率的稳定；使用三相放电极针构成三极放电。本系统拥有大面积热辐射场，产热功率高，放电功率可控范围广，从而利于熔接大直径光纤；具有较低的熔接损耗和较快的熔接速度，缩短熔接时间；适合大芯径和小芯径光纤的熔接，适用范围广，能够使工人及时抢修光缆。

技术领域

本发明涉及光缆配套设备领域，具体涉及一种用于光纤熔接机的三相电弧高压放电系统。

背景技术

不论是光缆的铺设工作还是光缆的抢修工作都需要光纤熔接机，而光缆中断一旦抢修不及时，更会严重危害安全。光缆铺设及光缆修复，光纤熔接是关键，因此快速、低损耗的光纤熔接是解决问题的唯一办法。随着当代通信科技的快速发展，作为现代通信的主要支柱——光纤通信也进入了快速发展的阶段，高端光纤熔接处理设备的需求量大大增加，与此同时，也对光纤熔接处理设备提出了更高的要求。

电弧放电熔接电路是光纤熔接机系统中最重要的电路。整个光纤熔接机包括光路成像模块，高精度移动平台模块，电弧放电熔接模块以及人机交互模块。光纤首先通过光路成像模块观察以及高精度移动平台模块按照两端面对齐的方式微移动对齐，再经过电极针放电产生的电弧的热辐射场对对齐好的光纤进行熔接。

但是目前大多是光纤熔接机的电弧放电熔接电路都用的是二相电极针，此方法只能通过两个极针放电产生的高压纺锤状电弧的中间高温区加热。高温区面积小，产热功率相对较小，不利于熔接大直径光纤。

发明内容

针对上述背景技术中存在的问题，提出一种用于光纤熔接机的三相电弧放电系统，拥有大面积热辐射场，产热功率高，放电功率可以控制范围广，从而利于熔接大直径光纤，具有较低的熔接损耗和较快的熔接速度。

一种用于光纤熔接机的三相电弧放电系统，其中：

采用boost升压电路构成初级升压电路，将电源电压升高；经过反激变换，使得脉冲功率信号电压显著提升，后经二极管整流电路转为放电直流电压；通过占空比可调的PWM波以及处理AD采样得到的信号控制初级boost升压的最终电压以及控制两个相同的反激变换得到两组压差都为1.5KV的放电直流电压；采集光纤熔接机工作时初级升压电路和反激变换电路的电流，使功率在工作时保持在安全工作区域以及保持功率的稳定；使用三相放电极针构成三极放电。

系统主要由初级升压电路，反激变换电路，AD采样电路，MCU主控电路，三相放电极针电路组成。输入直流电压12V，初级升压电路通用boost升压电路将12V直流电压转变为33V直流电压；再通过反激变换将33V直流电压转换为1500V的交流电压；再通过二极管整流电路将1500V的交流电压转变为1500V直流电压；最后两个结构完全相同的反激变换电路顺接到三相极针上，形成三相“T型”放电，利用三极“T型”放电电弧产生的辐射热区熔接光纤。其中MCU主控电路负责产生占空比可变的PWM波控制初级升压的直流电压幅度以及反激变换输出的交流电压幅度。采样电路采集光纤熔接机工作时初级升压电路和反激变换电路的电流，用PID算法控制PWM波的占空比使功率在工作时保持在安全工作区域以及保持功率的稳定。

对于Boost电路，电容两端的电压与流过电容的电流有如下关系，其中i_C为电容两侧电压，C为电容值，v_C为电容两侧电压，V_C0为电容两侧初始电压：