淺析一種CO2 激光電源各組成部分電路結構

6 脈寬調制電路

脈寬調制電路如圖6所示，該環(huán)節僅由集成脈寬調制器N6及其外圍元器件構成。為確保變換器安全，其過(guò)電流保護分成兩個(gè)層次來(lái)實(shí)施取樣：一個(gè)是變換器主電路(高壓包原邊)中的過(guò)電流(見(jiàn)以下6.4節)，一個(gè)是高壓包副邊過(guò)電流(見(jiàn)以下6.5節)，這兩個(gè)電流中有一個(gè)達到設定值，都會(huì )將電路推向限定狀態(tài)，限定其不會(huì )進(jìn)一步增加。

6.1 脈寬輸出端

N6脈寬調制器為T(mén)L494，兩路輸出級晶體管的集極分別為11腳和8腳，兩個(gè)調制脈寬(電角度相差180°)即由該二腳分別輸出，二射極與地相連。

6.2 截止控制

截止端為4腳(死區控制端)，當控制電路未觸發(fā)時(shí)，圖8中的反相器N7A(2腳)輸出高電平至N6的4腳，即將輸出端關(guān)閉。當誤差放大器的同相輸入端1腳上的反饋電壓升至最大時(shí)——等于或接近+5V時(shí)，N6也無(wú)脈寬輸出。

6.3 脈寬控制

脈寬控制端為2腳，控制電壓由IN處施加，經(jīng)電阻R29到達誤差放大器的反相輸入端2腳，該電壓值越大(小于5V)，輸出電壓就越高，與1腳電壓的作用正好相反。

6.4 過(guò)流保護Ⅰ(變換器主電路過(guò)電流取樣)

來(lái)自變換器主電路(高壓包原邊)中的過(guò)電流，流過(guò)電流互感器L3原邊時(shí)，副邊感生電壓，電位器RP3的可調端電壓經(jīng)R31作用于N6的16腳(誤差放大器的同相輸入端)，誤差放大器的反相輸入端15腳的電壓，由N6內部的基準電壓+5V由13腳經(jīng)R27和R26的分壓值確定為2.5V，從而令輸出脈寬不能無(wú)限制地增加。與RP3并聯(lián)的電位器RP2的可調端，經(jīng)二極管VD18加到另一誤差放大器的同相輸入端1腳，其反相輸入端2腳電壓則由與R29聯(lián)通的功率控制端IN所設置的電壓值來(lái)決定。C24、C27分別并接于1腳和16腳上，有平抑尖峰干擾電壓的作用，增進(jìn)系統穩定性。

6.5 過(guò)流保護Ⅱ (高壓包副邊過(guò)電流取樣)

高壓包副邊的負端經(jīng)R23接地，輸出電流增大時(shí)，R23上的壓降也增大。R21和R22串聯(lián)后與R23并聯(lián)，當R22上的電壓高于2.5V時(shí)，基準電源N5導通，限制了R23電壓不會(huì )快速增長(cháng)。RP1電位器也與R23并聯(lián)，其可調端電壓經(jīng)二極管VD21也并聯(lián)于1腳，限制輸出脈寬的增長(cháng)。

7 高壓輸出端開(kāi)路保護電路

高壓輸出端開(kāi)路保護電路如圖7所示。在實(shí)際操作中，常常會(huì )有一些疏忽，一種很大的疏忽就是——激光電源輸出端未與激光管連接就去開(kāi)機，如果這時(shí)幾10 kV的高壓對地放電，操作人未發(fā)現，電網(wǎng)單相三線(xiàn)供電中的PE保護零線(xiàn)又未連通，圖2中的放電管VDF就會(huì )因為放電時(shí)間長(cháng)而毀壞。那么，高壓竄入機器電路，就會(huì )造成大面積的損壞，因為機器內所采用的電子元器件實(shí)在是沒(méi)有幾個(gè)能承受得了幾10kV的高壓。這時(shí)要修理好設備，費用可能比買(mǎi)一臺新的還要貴。因此，僅僅采用放電管來(lái)預防和保護機器還是不夠的。

7.1 高壓負極采樣

為了增添功能而又不增大體積和多少費用，圖7的開(kāi)路保護電路中沒(méi)有直接從輸出高壓端采樣，而是在T2高壓包的磁芯上繞了2匝附加繞組，再將其輸出電壓經(jīng)VD23—VD24整流橋整流(與高壓包副邊負極連通)分壓后，輸入運放N8A的同相輸入端。

7.2 保護過(guò)程

在不開(kāi)路情況下，R42上的電壓總是小于R44上的電壓，晶閘管SCR處于截止狀態(tài)，運放N8B輸出低電平。高壓輸出端一旦開(kāi)路，2匝繞組電壓驟然上升，N8A輸出電壓突升，SCR導通。N7B反相輸入端電壓降低，輸出端呈高電平(與圖6脈寬調制器N6的4腳直通)，N6輸出截止，激光電源停止運行。由開(kāi)路到實(shí)施保護，這過(guò)程小于1.5ms。但高壓包輸出端內部并有電容，在無(wú)放電情況下，電容上的高壓泄放時(shí)間較長(cháng)，人身切勿急于觸及。