多元电路耦合的激光器电源系统技术方案

本公开提供一种多元电路耦合的激光器电源系统，包括供电单元、开关单元、稳流单元、驱动单元、反馈单元、控制单元、以及倍压电路单元，供电单元具有第一电感，控制单元具有第二电感，反馈单元具有第三电感，倍压电路单元具有第四电感，第一电感与第二电感、第三电感、第四电感耦合，供电单元与稳流单元、控制单元和开关单元连接，开关单元与控制单元连接，稳流单元与倍压电路单元连接，驱动单元与控制单元连接，反馈单元与控制单元连接。通过本公开提供的多元电路耦合的激光器电源系统，能够通过提升激光器遇到过电等故障时的反馈实时性来提升激光器的电流和电压的稳定性。提升激光器的电流和电压的稳定性。提升激光器的电流和电压的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
多元电路耦合的激光器电源系统


[0001]本公开大体涉及智能制造领域，具体涉及一种多元电路耦合的激光器电源系统。

技术介绍

[0002]激光器可以用于形成激光，可以应用于医疗、测量、加工等领域。气体激光器(例如氦氖激光器、二氧化碳激光器、氩离子激光器或准分子激光器等)是比较常见的激光器，其利用气体作为介质，并通过放电得到激发。一般而言，气体激光器主要包括激光放电管、谐震腔和电源。其中，激励电源对气体激光器的性能影响较大。以氦氖激光器为例，电源需要满足多个条件：为了令激光器能进入正常激光放电状态，电源所形成的电压达到击穿电压；击穿后电源应该能够稳定地提供氦氖激光器正常工作的电压；为使激光器有较大的使用范围，其电源提供的电流、电压应有一定的调节范围；若激光器出现故障，电源端需要即使做出反馈。
[0003]针对激光器的对电源的要求，现有技术公开多种用于激光器的电源。公告号为CN110391590A，专利名称“一种脉冲激光器驱动电源系统及其驱动方法”，在该技术中，脉冲激光器驱动电源系统包括主控模块、恒流驱动模块和恒温控制模块，主控模块包括单片机和FPGA，该电源系统主要用于解决的无法满足大功率激光器的控制精度和处理速度的问题，能够通过PID闭环和功率可调电源模块来保证输出电流恒定，令电源系统具有电流稳定、调节速度快和精度高的优点。公告号为CN105742949B，专利名称“一种大功率激光器的驱动电路”，在该技术中，采用两级独立的电路，次级串联，两路电路单独控制，其控制相位互差180度，有利于次级滤波，利用有三个电压传感器分别检测各路输出的电压和总体输出电压，在其中一个电路损坏的情况下，损坏的电路不会影响另一个电路的输出。公告号为CN205609947U，专利名称“一种倍压式氦氖激光电源”，在该技术中，通过在多级倍压电路上设置两个或多个电容串联组成单级，解决以往单个电容耐压值低易击穿的问题，可实现多级倍压，提供氦氖气体击穿所需的高压。公告号为CN109742925B，专利名称“激光控制装置、系统和方法”，在该技术中，针对单闭环反馈控制的控制效果差而不能确保激光的稳定输出问题，设置匹配调节模块、检测模块和反馈控制模块等。公告号为CN206894528U，专利名称“多功能大功率氦氖激光电源”，在该技术中，通过采用氦氖激光器规格选择电路与控制电路相结合，实现氦氖激光器电源根据不同规格的氦氖激光器对电源的输出电流参数和输出电压参数进行调整，使得氦氖激光器电源适用于多种规格的氦氖激光器，进而提高氦氖激光器电源与多规格的氦氖激光器的适配性。
[0004]然而，在现有技术中的电源电路中，并未充分考虑激光器的工作时的电压变化、电压范围等因素，易导致激光器遇到过电等故障时的反馈实时性不足，因此其所输出的电流和电压的稳定性有待提高。

技术实现思路

[0005]本公开有鉴于上述现有技术的状况而完成，其目的在于提供一种多元电路耦合的
激光器电源系统，能够通过提升激光器遇到过电等故障时的反馈实时性来提升激光器的电流和电压的稳定性。
[0006]为此，本公开提供一种多元电路耦合的激光器电源系统。所述激光器电源系统包括供电单元、开关单元、稳流单元、驱动单元、反馈单元、控制单元、以及倍压电路单元；所述供电单元具有第一电感，所述控制单元具有第二电感，所述反馈单元具有第三电感，所述倍压电路单元具有第四电感，所述第一电感与所述第二电感、所述第三电感、所述第四电感互相耦合；所述供电单元配置为与所述稳流单元、所述控制单元和所述开关单元连接以提供电源信号；所述开关单元配置为与所述控制单元连接，并在所述控制单元的控制下处于导通状态或阻断状态，所述开关单元处于导通状态时，电源信号经由所述第一电感形成第一感应电压；所述稳流单元配置为与所述倍压电路单元连接并经由所述倍压电路单元向激光器提供工作电流，且与所述控制单元连接以在工作电流大于预设值时向所述控制单元提供过流信号；所述驱动单元配置为与所述控制单元连接并向所述控制单元提供导通信号以使所述控制单元控制所述开关单元处于导通状态；所述反馈单元配置为与所述控制单元连接并向所述控制单元提供阻断信号以使所述控制单元控制所述开关单元处于阻断状态。在这种情况下，通过第一电感与第二电感的互相耦合能够实现供电单元与控制单元的耦合，通过第一电感与第三电感的互相耦合能够实现供电单元与反馈单元的耦合，通过第一电感与第四电感的互相耦合能够实现供电单元与倍压电路单元的耦合，另外，各电路单元耦合后还通过线路连接实现信号流转以对电源输出进行控制和反馈。由此，通过多元电路耦合的激光器电源系统，能够提升激光器遇到过电等故障时的反馈实时性，进而能够提升激光器的电流和电压的稳定性。
[0007]根据本公开所涉及的激光器电源系统，可选地，所述供电单元包括电源，所述电源用于提供电源信号，所述第一电感基于电源信号获得第一感应电压。在这种情况下，电源能够提供用于电感产生的感应电压的电压源、用于控制产生感应电压的信号、以及用于经由稳流单元形成的用于激光器持续工作的工作电流的电流源。
[0008]根据本公开所涉及的激光器电源系统，可选地，所述第二电感、所述第三电感和所述第四电感基于所述第一电感的第一感应电压分别形成第二感应电压、第三感应电压和第四感应电压。在这种情况下，控制单元、反馈单元和倍压电路单元能够通过电感耦合获得各自的启动电压，同时各个启动电压还与供电单元的电源信号相关，由此，在电源系统出现故障时能够及时反馈和控制，提升实时性，进而能够提升激光器的电流和电压的稳定性。
[0009]根据本公开所涉及的激光器电源系统，可选地，所述驱动单元配置为与所述第二电感连接并在第二感应电压的作用下形成导通信号，导通信号经由所述第二电感形成用于控制所述开关单元处于导通状态的开关使能信号。在这种情况下，能够通过驱动单元与控制单元的第二电感控制开关单元导通，进而控制供电单元工作。
[0010]根据本公开所涉及的激光器电源系统，可选地，所述反馈单元基于第三感应电压形成阻断信号，所述控制单元接收阻断信号后基于阻断信号在预设时间形成开关断开信号，所述开关单元接收开关断开信号并处于阻断状态。在这种情况下，能够通过反馈单元与控制单元控制开关单元阻断，进而控制供电单元的第一电感停止形成第一感应电压。
[0011]根据本公开所涉及的激光器电源系统，可选地，所述控制单元包括第一储能元件、第一开关元件和第二开关元件，所述第一储能元件配置为接收阻断信号后充电并令所述第
二开关元件导通；所述第一开关元件配置为处于导通状态时令所述第一储能元件放电；所述第二开关元件配置为处于导通状态时令所述控制单元向所述开关单元提供开关断开信号。在这种情况下，通过控制单元中的第一储能元件的充放电配合第一开关元件和第二开关元件的导通来实现对开关单元的控制，进而通过开关单元控制供电单元，由此能够使激光器电源系统提供的电源满足激光器需要连续启动同时需要及时反馈故障的要求。
[0012]根据本公开所涉及的激光器电源系统，可选地，所述控制单元还包括第三开关元件，所述第三开本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多元电路耦合的激光器电源系统，其特征在于：所述激光器电源系统包括供电单元、开关单元、稳流单元、驱动单元、反馈单元、控制单元、以及倍压电路单元；所述供电单元具有第一电感，所述控制单元具有第二电感，所述反馈单元具有第三电感，所述倍压电路单元具有第四电感，所述第一电感与所述第二电感、所述第三电感、所述第四电感互相耦合；所述供电单元配置为与所述稳流单元、所述控制单元和所述开关单元连接以提供电源信号；所述开关单元配置为与所述控制单元连接，并在所述控制单元的控制下处于导通状态或阻断状态，所述开关单元处于导通状态时，电源信号经由所述第一电感形成第一感应电压；所述稳流单元配置为与所述倍压电路单元连接并经由所述倍压电路单元向激光器提供工作电流，且与所述控制单元连接以在工作电流大于预设值时向所述控制单元提供过流信号；所述驱动单元配置为与所述控制单元连接并向所述控制单元提供导通信号以使所述控制单元控制所述开关单元处于导通状态；所述反馈单元配置为与所述控制单元连接并向所述控制单元提供阻断信号以使所述控制单元控制所述开关单元处于阻断状态。2.根据权利要求1所述的激光器电源系统，其特征在于，所述供电单元包括电源，所述电源用于提供电源信号，所述第一电感基于电源信号获得第一感应电压。3.根据权利要求1所述的激光器电源系统，其特征在于，所述第二电感、所述第三电感和所述第四电感基于所述第一电感的第一感应电压分别形成第二感应电压、第三感应电压和第四感应电压。4.根据权利要求3所述的激光器电源系统，其特征在于，所述驱动单元配置为与所述第二电感连接并在第二感应电压的作用下形成导通信号，导通信号经由所述第二电感形成用于控...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘志辉，张和君，吴兴发，
申请(专利权)人：深圳市中图仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：