專利名稱：橫流激光器陰陽極的供電裝置及用該裝置為多路激光器陰陽極供電的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到橫流激光器的供電電源，尤其是該類電源中給激光器陰陽極供電的供電裝置。
背景技術(shù)：
目前，為橫流激光器所配備的電源均為工頻電源，電源中通常分為給激光器陰陽極供電的供電裝置和給激光器預(yù)電離極供電的供電電路；給激光器陰陽極供電的供電裝置的結(jié)構(gòu)為通過一個變壓器把交流電升壓，再經(jīng)整流濾波得到與激光器陰陽極工作電壓相匹配的電壓；給激光器預(yù)電離極供電的供電電路的結(jié)構(gòu)為在激光器的陽極與預(yù)電離極之間串接一個限流電阻。上述給激光器陰陽極供電的供電裝置的缺點(diǎn)是由于輸出電壓脈動大、電流扼制速度慢等固有缺陷，導(dǎo)致激光器經(jīng)常從輝光放電區(qū)進(jìn)入弧光放電區(qū)，從而大大縮短了激光器的使用壽命；同時，為了實現(xiàn)橫流激光器的大功率輸出，現(xiàn)有技術(shù)采用的是多臺工頻電源并聯(lián)使用的方式，這不僅增加了激光器電源的成本，而且還由于多臺電源各自為政，多臺電源相互之間不同步、不均衡，造成了操作困難、浪費(fèi)能源等諸多問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的一個技術(shù)問題是能夠?qū)崿F(xiàn)一種高電壓、大電流輸出、降本節(jié)能、操作方便的橫流激光器陰陽極的供電裝置。
本發(fā)明另一個要解決的技術(shù)問題是提供一種利用上述供電裝置為多臺橫流激光器陰陽極供電的方法。
本發(fā)明所述的橫流激光器陰陽極的供電裝置，包括輸入整流濾波單元和基本供電單元，輸入整流濾波單元為所述供電裝置提供工作電壓，基本供電單元包括逆變單元、變壓器單元和輸出整流濾波單元，逆變單元包括至少一個逆變電路，變壓器單元包括至少一個初級線圈和至少兩個次級線圈，輸出整流濾波單元包含與次級線圈數(shù)量相同的輸出整流濾波電路，逆變電路的負(fù)載為初級線圈，每個次級線圈與一個輸出整流濾波電路的輸入端相連接，所有輸出整流濾波電路的輸出經(jīng)串聯(lián)后輸出的負(fù)正極分別與橫流激光器的陰陽極相連。
上述供電裝置中的逆變電路采用了半橋脈寬調(diào)制方式。
上述供電裝置中的變壓器單元的初級線圈和次級線圈至少組成一臺變壓器。
對于本發(fā)明所述的利用上述橫流激光器陰陽極的供電裝置為多臺橫流激光器陰陽極供電的方法來說，上述技術(shù)問題的解決方法為根據(jù)增加的激光器的數(shù)量，增加相應(yīng)組數(shù)單獨(dú)可調(diào)的輸出控制單元，其中每組輸出控制單元由逆變單元、變壓器單元和輸出整流濾波單元組成；逆變單元包括至少一個逆變電路，變壓器單元包括至少一個初級線圈和至少一個次級線圈，輸出整流濾波單元包含與次級線圈數(shù)量相同的輸出整流濾波電路，逆變電路的負(fù)載為初級線圈，每個次級線圈與一個輸出整流濾波電路的輸入端相連接，輸出整流濾波單元的輸出是這樣構(gòu)成的若單元內(nèi)只有一個輸出整流濾波電路，直接作為單元輸出，否則，單元內(nèi)的各個輸出整流濾波電路的輸出經(jīng)串聯(lián)后作為單元的輸出；輸出整流濾波單元輸出的正極與所控制的激光器的陽極相連，負(fù)極與所述的供電裝置中某級輸出整流濾波電路的正極相連、并且這種連接以能保證輸出整流濾波單元輸出的電壓與所控制的激光器的工作電壓相匹配；所有增設(shè)的激光器的陰極與所述供電裝置的激光器陰極相連接。
上述的供電方法中的逆電變路采用了半橋脈寬調(diào)制方式。
上述的供電方法中的變壓器單元的初級線圈與次級線圈至少組成一臺變壓器。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明利用了一種通用逆變控制技術(shù)，逆變電路啟動瞬間會在相應(yīng)的輸出整流濾波電路的輸出端產(chǎn)生尖峰電壓，本發(fā)明正好利用該尖峰電壓作為激光器啟輝脈沖；逆變電路正常工作時，輸出電壓穩(wěn)定，電流扼制速度快，從而避免了激光器從正常的輝光放電區(qū)進(jìn)入弧光放電區(qū)，延長了激光器的使用壽命；另外，單臺電源提供多臺激光器的陰陽極工作電壓，不再需要多臺工頻電源協(xié)同工作，從而也就不存在了原有激光器電源之間的不同步、不均衡等現(xiàn)象，操作起來十分簡單方便，降低了成本和能耗；同時，由于采用的都是常規(guī)元器件，進(jìn)一步降低了成本。


圖1為本發(fā)明的一個較佳實施例的電原理示意圖。
具體實現(xiàn)方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但本發(fā)明不應(yīng)僅限于此實施例。
圖1中示出了一種橫流激光器陰陽極的供電裝置的具體電路結(jié)構(gòu)，該具體結(jié)構(gòu)包括輸入整流濾波單元1和基本供電單元，輸入整流濾波單元1把三相380伏的交流電整流，再經(jīng)過串聯(lián)的電容器C1、C2濾波后得到500伏左右的直流穩(wěn)壓電壓，為本供電裝置提供工作電壓；其中兩電容器的耐壓、容量均應(yīng)相同，為了方便敘述，設(shè)定兩電容器的中間接點(diǎn)為X，該點(diǎn)為半橋逆變電路輸出回路的接入點(diǎn)；基本供電單元由逆變單元2、變壓器單元3和輸出整流濾波單元4組成，其中逆變單元2由三個半橋逆變電路21、22、23組成，變壓器單元3由七個變壓器31～37組成，輸出整流濾波單元4由七個輸出整流濾波電路41～47組成；所有半橋逆變電路都由上述工作電壓供電，所有變壓器均設(shè)定為一個初級線圈和一個次級線圈，初次級匝數(shù)比為1∶2；半橋逆變電路的工作頻率設(shè)定為20kHz，構(gòu)成半橋的上、下管的控制脈沖為一組相位相差180°、脈寬可調(diào)的周期性方波；半橋逆變電路21的輸出端接變壓器31、32的初級線圈的一端，半橋逆變電路22的輸出端接變壓器33、34、35的初級線圈的一端，半橋逆變電路23的輸出端接變壓器36、37的初級線圈的一端，變壓器單元3的所有初級線圈的另一端和X點(diǎn)相連；七臺變壓器的次級線圈分別與七個不同的輸出整流濾波電路41～47的輸入端相連。該供電裝置的工作原理為在給基本供電單元上電的瞬間，輸出整流濾波電路47的輸出端會產(chǎn)生尖峰電壓，本供電裝置正好利用了該尖峰電壓給激光器g1啟輝；激光器啟輝后便進(jìn)入正常工作狀態(tài)，這時，半橋逆變電路通過脈寬調(diào)制來保證每一個輸出整流濾波電路的輸出為500伏直流電壓，然后把這七路直流輸出依次串聯(lián)，便可得到橫流激光器g1的陰陽極正常工作所需的3500伏直流工作電壓。
圖1中還示出了利用上述的供電裝置為多臺橫流激光器陰陽極供電的方法，本實施例以增加兩臺激光器為例來描述該供電方法，即在上述的單臺橫流激光器陰陽極供電裝置的基礎(chǔ)上，再增加兩組可單獨(dú)調(diào)整的輸出控制單元，第一組輸出控制單元由一個半橋逆變電路5、一臺變壓器6和一個輸出整流濾波電路7組成，第二組輸出控制單元由一個半橋逆變電路8、一臺變壓器9和一個輸出整流濾波電路10組成，兩組電路結(jié)構(gòu)和工作原理完全相同；下面就以第一組為例詳細(xì)描述其具體電路結(jié)構(gòu)和工作原理該組的變壓器含有一個初級與一個次級線圈，初次級的匝數(shù)比為1∶2；半橋逆變電路的工作頻率設(shè)定為20kHz，構(gòu)成半橋的上、下管的控制脈沖為一組相位相差180°、脈寬可調(diào)的周期性方波，該半橋逆變電路由上述供電裝置提供工作電壓，變壓器6的初級的一端接到半橋逆變電路5的輸出端，另一端與X點(diǎn)相連，次級線圈接到輸出整流濾波電路7的輸入端；半橋逆變電路5通過脈寬調(diào)制來保證輸出整流濾波電路7的輸出為0～500伏直流電壓，該輸出整流濾波電路7輸出的正極與所控制的激光器g2的陽極相連，負(fù)極與上述供電裝置中輸出整流濾波電路46輸出的正極相連，所有橫流激光器的陰極相連，這樣就可得到所要控制的激光器g2的陰陽極的3500伏直流電壓；同樣道理可以得到激光器g3的陰陽極的3500伏直流電壓。工作時，上述三臺激光器的陰陽極并非同時供電的，只有激光器g1正常工作后，方可啟動所增加的第一組輸出控制單元，利用輸出整流濾波電路7上電瞬間的尖峰電壓給激光器g2啟輝，激光器g2啟輝并進(jìn)入正常工作狀態(tài)后，才可啟動所增加的第二組輸出控制單元，利用輸出整流濾波電路10上電瞬間的尖峰電壓給激光器g3啟輝，激光器g3啟輝后便進(jìn)入正常工作狀態(tài)。需要說明的是上述增加的輸出控制單元并非局限于上述電路結(jié)構(gòu)，還可以根據(jù)實際使用情況(如選用不同工作電壓的激光器等)，采用與基本供電單元類似的電路結(jié)構(gòu)，即至少一個逆變電路、由至少一個初級線圈和至少兩個次級線圈構(gòu)成的至少一臺變壓器以及與次級線圈相同數(shù)量的輸出整流濾波電路組成，輸出控制單元中所有輸出整流濾波電路的輸出串聯(lián)后作為單元輸出，單元輸出的正極與所要控制的激光器陽極相連，負(fù)極與上述供電裝置中輸出整流濾波電路41～46中某一級輸出的正極相連，只要保證供給所要控制的激光器陰陽極的電壓滿足其正常工作的需要即可。
本實施例中，激光器預(yù)電離極的供電電路11結(jié)構(gòu)如下一個逆變電路、一臺由一個初級與三個次級線圈組成的變壓器和三個輸出整流濾波電路；變壓器初級線圈的一端接逆變電路的輸出端，另一端和X點(diǎn)相連，三個次級線圈分別和三個輸出整流濾波電路的輸入端相連，三個輸出整流濾波電路輸出的正極分別接到三臺激光器的預(yù)電離極，負(fù)極均與激光器的陰極相連接。如果是一臺激光器，只需一個次級線圈就可以了。
權(quán)利要求
1.橫流激光器陰陽極的供電裝置，包括輸入整流濾波單元和基本供電單元，輸入整流濾波單元為所述供電裝置提供工作電源，其特征在于基本供電單元包括逆變單元、變壓器單元和輸出整流濾波單元，逆變單元包括至少一個逆變電路，變壓器單元包括至少一個初級線圈和至少兩個次級線圈，輸出整流濾波單元包含與次級線圈數(shù)量相同的輸出整流濾波電路，并且逆變電路的負(fù)載為初級線圈，每個次級線圈與一個輸出整流濾波電路的輸入端相連接，所有輸出整流濾波電路的輸出經(jīng)串聯(lián)后輸出的負(fù)正極分別與橫流激光器的陰陽極相連。
2.如權(quán)利要求1所述的供電裝置，其特征在于所述的逆變電路為半橋脈寬調(diào)制方式的逆變電路。
3.如權(quán)利要求1或2所述的供電裝置，其特征在于所述的變壓器單元中的初級線圈和次級線圈至少組成一臺變壓器。
4.用權(quán)利要求1所述的供電裝置為多臺激光器陰陽極供電的方法，其特征在于在所述的供電裝置的基礎(chǔ)上，再根據(jù)增加的激光器的數(shù)量，增加相應(yīng)組數(shù)的輸出控制單元，其中每組輸出控制單元由逆變單元、變壓器單元和輸出整流濾波單元組成；逆變單元包括至少一個逆變電路，變壓器單元包括至少一個初級線圈和至少一個次級線圈，輸出整流濾波單元包含與次級線圈數(shù)量相同的輸出整流濾波電路；并且逆變電路的負(fù)載為初級線圈，每個次級與一個輸出整流濾波電路的輸入端相連接，輸出整流濾波單元的輸出是這樣構(gòu)成的若單元內(nèi)只有一個輸出整流濾波電路，直接作為單元輸出，否則，單元內(nèi)的各個輸出整流濾波電路的輸出經(jīng)串聯(lián)后作為單元的輸出；輸出整流濾波單元輸出的正極與所控制的激光器的陽極相連，負(fù)極與所述的供電裝置中某級輸出整流濾波電路的正極相連、并且這種連接以能保證輸出整流濾波單元輸出的電壓與所控制的激光器的工作電壓相匹配；所有增設(shè)的激光器的陰極與所述供電裝置的陰極相連。
5.如權(quán)利要求4所述的供電方法，其特征在于所述的逆變電路為半橋脈寬調(diào)制方式的逆變電路。
6.如權(quán)利要求4或5所述的供電方法，其特征在于所述的變壓器單元中的初級線圈和次級線圈至少組成一臺變壓器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種給橫流激光器陰陽極供電的供電裝置以及利用該裝置為多路激光器陰陽極供電的方法，所述供電裝置采用的技術(shù)方案是先整流后逆變、經(jīng)變壓器單元耦合后的多路次級再經(jīng)整流后串聯(lián)輸出；在此基礎(chǔ)上，根據(jù)增加的激光器的數(shù)量，增加相應(yīng)組數(shù)的、主要由逆變電路、變壓器耦合及整流電路等組成的輸出控制單元為多臺激光器的陰陽極供電。由于采用了逆變控制技術(shù)，大大提高了輸出電壓的穩(wěn)定性和電流扼制速度，從而延長了激光器的使用壽命；同時由于單臺電源可以控制多路激光器，而且電路中采用的都是常規(guī)元器件，不僅降低了能耗和成本，而且非常容易實現(xiàn)。
文檔編號H02M3/28GK1870366SQ20061003931
公開日2006年11月29日 申請日期2006年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月30日
發(fā)明者張建良 申請人:張建良