[发明专利]高功率脉冲固体激光电源

说明书

本发明属于激光电源，本发明的电源为高平均功率、中等峰值功率的脉冲激光器提供几个毫秒宽，几百安培的重复频率脉冲电流。

已有的技术有：

1.电容储能式（美国专利3，430，159和3，646，395）是由充电电路和储能电容组成，它要获得矩形脉冲就要使用多级电感电容组成形成网络（见图1），采用这种方案做大功率长脉冲的激光电源需要很大的电容和电感，电源的体积也就很大，而且这种电源脉宽不易调节。

2.直流斩波式，如图2所示，它需要有一个直流电流（由交流电整流滤波获得），由一只主可控硅201导通输出脉冲电流，另一只辅可控硅202对主可控硅201施加负电压使之关断，这种电路往往有关断失灵的毛病，尤其是在几百安培大电流的情况下更难以关断，造成连续大电流导通引起炸灯炸棒。

3.美国专利3，896，396中的激光电源如图3所示，它由二极管301、302对三相交流电中的两相（φA、φB）进行不可控整流，由逻辑触发电路305对闪光灯306施加一定频率、一定相位角的触发，再由一个充电电路304对电容308、309充电，电压为二千伏左右，以助闪光灯306点燃。这种电源的缺点：（1）三相供电不平衡，特别是当脉宽窄到一个半波时，总是由一相输出能量。（2）不断地需要对灯进行高压触发，根据经验，这种触发有不可靠性，尤其在潮湿天气时高压脉冲会在空气中打火，存在漏闪的可能性，而且需要不断进行高压触发，电子线路有干扰作用。（3）主电路上需要使用高压电容（308、309）和大电流，而且耐高电压的二极管（301、302），还需要有较高功率的高压变压器（在图3方框304中）。

本发明的目的是：

（1）本发明旨在直接从三相交流电中取得大功率的脉冲电能，既不需要储能电容，也不需要先整流为直流;

（2）本发明为了电源工作可靠，消除直流斩波式电源的可控硅关断失灵现象，也不会出现灯的漏闪;

（3）本发明要减小电源体积，降低成本;

（4）本发明使三相供电均衡。

为了便于叙述本发明的技术特征，先对附图进行说明。

附图1是电容储能式激光电源示意图，其中101是充电电路，102是脉冲成型网络，103是闪光灯，C是储能电容，L是成型电感。

图2是直流斩波式电源示意图，其中201是作为开关管的主可控硅，202是起关闭作用的辅可控硅;203是直流电源，204是闪光灯。

图3是美国专利3，896，396激光电源的简图，其中301    302是整流二极管，303是扼流图，304是电容充电器，305是逻辑触发电路，306是闪光灯，307是高压触发变压器，308、309是电容器，φA、φB、φC为三相交流电源。

图4是（本发明的）高功率脉冲固体激光电源简图，其中虚线方框401是维持电路，方框402是控制电路，虚线方框403是主电路，方框404是预电离触发电路，405、406、407、414、415、416是二极管，411、412、413是可控硅。408、409、410是控制电路接到可控硅的连线，417是限流电阻，418是继电器，419是闪光灯，420是高压触发变压器，φA、φB、φC是三相交流电源，图4-A表示方框404的予电离触发电路，其中404a为电离触发电路，404b是附属的延时电路。

图5是高功率脉冲固体激光电源的控制电路示意图，其中方框501是整形电路，方框502是计数分频电路，方框503是脉宽调节电路，方框504是选频选相门，408、409、410是由选频选相门接到可控硅的连线，φA、φB、φC是三相交流电流，图5-A表示方框502的计数分频电路，其中502a、502b是计数器，502c是开关-与门网络，A1～D2为计数器的输出端。

图6是高功率脉冲固体激光电源输出的脉冲波形，实线601是通常的最宽输出脉冲，602和603两个点是为了得到更长的输出脉冲，可以再施加触发的点（时刻）。

图7是最佳实施例的主电路和预电离维持电路部分。710和712是继电器，702是触发电容，703、704是分压电阻，705是限流电阻，706、707是培压兼滤波电容，708、709、710、711是二极管。