專利名稱：一種氣體激光器的電源電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電源電路，特別是涉及一種大功率氣體激光器的電源電路。
背景技術(shù)：
在大功率氣體激光器電源中，均包含有主干的能量轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)能量變換，把 輸入市電變換成為所需要輸出，以滿足大功率氣體激光器放電所需要的激勵(lì)源。在現(xiàn)有的大功率氣體激光器電源中，一般直接采用半橋或全橋轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的電路。 這種轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的電路是從通用電源的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)引用而來(lái)，難以滿足大功率氣體激光器放電 的一些特殊要求，尤其是電流紋波及脈沖上升沿/下降沿時(shí)間方面紋波小，脈沖沿上升/ 下降時(shí)間短達(dá)200微秒以下。常規(guī)的半橋或全橋轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的電路，當(dāng)輸出不加電容時(shí)，電流 紋波大，且脈沖沿上升/下降時(shí)間較長(zhǎng)，在通常的控制方式下，上升下降時(shí)間一般達(dá)到1000 微秒或更長(zhǎng)，從而對(duì)于只靠輸出端屏蔽電纜的一點(diǎn)小小分布電容而不特意設(shè)置輸出電容應(yīng) 用場(chǎng)景將無(wú)法采用。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提出一種在輸出 不加電容的條件下可達(dá)到較小電流紋波和較小脈沖沿上升/下降時(shí)間的大功率氣體激光 器電源。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，提出一種氣體激光器的電源電 路，具有輸入端、公共端和輸出端，包括從該輸入端往該輸出端而依次串接的BOOST單元、 BUCK單元、全橋逆變單元、變壓器和橋式整流單元，其中，該全橋逆變單元鎖定在最大占空 比工作。該最大占空比超過90%。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的大功率氣體激光器電源電路，由于全橋逆變電路 鎖定在最大占空比工作，其占空比90%以上，這使得橋式整流出來(lái)的波形是占空比超過 90%以上的方波，這樣的波形只需要很小容量的輸出端電容就能濾波，且電流紋波很小，由 于需要輸出端電容非常小，故可以輸出端屏蔽電纜一點(diǎn)小小分布電容來(lái)取代。同時(shí)，因輸出 端電容非常小，使得輸出電流為脈沖的工作狀態(tài)下，脈沖沿上升下降時(shí)間很短，比如可以 達(dá)到100微秒以下。

圖1為本實(shí)用新型的氣體激光器電源電路實(shí)施例的電原理圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖所示之最佳實(shí)施例作進(jìn)一步詳述。如圖1所示，本實(shí)用新型的氣體激光器的電源電路實(shí)施例具有輸入端IN、公共端和輸出端0UT+、0UT-，該公共端也就是輸入的接地端，包括從該輸入端往該輸出端而依次串 接的BOOST單元、BUCK單元、全橋逆變單元、變壓器和橋式整流單元。先通過BOOST單元對(duì) 輸入整流后的直流電壓進(jìn)行升壓，然后通過BUCK單元降壓，BUCK單元控制其中的電感的電 流，電感的電流再流過全橋電路，被全橋電路逆變成交流電流，全橋逆變電路鎖定在最大占 空比工作，其占空比90%以上，再通過變壓器升壓隔離，然后通過橋式整流，輸出高電壓直 流電流。全橋逆變電路鎖定在最大占空比工作，其占空比90%以上，這使得橋式整流出來(lái)的 波形是占空比超過90%以上的方波，這樣的波形只需要很小容量的輸出端電容就能濾波， 且電流紋波很小。同時(shí)，由于需要輸出端電容非常小，故可以輸出端屏蔽電纜一點(diǎn)小小分布 電容來(lái)取代。同時(shí)，因輸出端電容非常小，使得輸出電流為脈沖的工作狀態(tài)下，脈沖沿上升 下降時(shí)間很短(可以達(dá)到100微秒以下)。該BOOST單元包括第一開關(guān)管Q1、第一電容Cl，第二電容C2，第一二極管D1、第 二二極管D2和第一電感Ll，該第一開關(guān)管Ql包括受控通斷的第一端和第二端，該第一電容 Cl串接于該輸入端IN與公共端之間，該第一開關(guān)管Ql的第二端與公共端相連，該第一電 感Ll串接在該輸入端IN與該第一開關(guān)管Ql的第一端之間，該第一二極管Dl與該第一電 感Ll串聯(lián)，該第二二極管D2與該第一電感Ll和該第一二極管Dl的串聯(lián)電路相并聯(lián)，并且 該第二二極管D2的正極與該輸入端IN相連，該第二電容C2則串接于該第一二極管Dl與 公共端之間，其中，該第一二極管Dl的正極與該第一電感Ll相連，該第一二極管Dl的負(fù)極 構(gòu)成該BOOST單元的輸出端。該單元電路對(duì)輸入的經(jīng)整流的直流電壓進(jìn)行升壓，該單元電 路輸出的是800伏左右的直流電壓。該BUCK單元包括第二開關(guān)管Q2、第三二極管D3、第四二極管D4和第二電感L2，該 第二開關(guān)管Q2包括受控通斷的第一端和第二端，該第二開關(guān)管Q2的第一端與該BOOST單 元的輸出端相連、第二端與該第二電感L2相連，該第二開關(guān)管Q2與該第二電感L2串聯(lián)，該 第三二極管D3的正極與公共端相連、負(fù)極與該第二開關(guān)管Q2的第二端相連，該第四二極管 D4與該第二開關(guān)管Q2和該第二電感L2的串聯(lián)電路相并聯(lián)，并且該第四二極管D4的負(fù)極與 該BOOST單元的輸出端相連，該第四二極管D4的正極構(gòu)成該BUCK單元的輸出端。該單元 電路輸入的是800伏左右的直流電壓，即是BOOST單元的輸出，該單元電路通過調(diào)節(jié)第二開 關(guān)管Q2的占空比來(lái)控制第二電感L2的電流。由于第二電感L2的電流與最終的整流輸出 電流是一一對(duì)應(yīng)的，因此控制第二電感L2的電流，也就控制著最終的整流輸出電流，以此 可以把電源做成穩(wěn)流電源。該全橋逆變單元包括第三開關(guān)管Q3、第四開關(guān)管Q4、第五開關(guān)管Q5和第六開關(guān)管 Q6，這四個(gè)開關(guān)管連成全橋結(jié)構(gòu)，該全橋結(jié)構(gòu)的兩個(gè)輸入端分別接該BUCK單元的輸出端和 公共端、兩個(gè)輸出端構(gòu)成該BUCK單元的輸出端。該單元電路對(duì)從第二電感L2輸入的直流 電流進(jìn)行逆變，逆變成為交流電流。該變壓器為升壓型，包括初級(jí)線圈Tl-A和次級(jí)線圈T1-B。初級(jí)線圈Tl-A的兩端 為其兩輸入端，次級(jí)線圈Tl-B的兩端為其兩輸出端。該橋式整流單元包括第五二極管D5、第六二極管D6、第七二極管D7和第八二極管 D8，這四個(gè)二極管連成全橋結(jié)構(gòu)，該全橋結(jié)構(gòu)的兩個(gè)輸入端分別接該變壓器的兩個(gè)輸出端、 兩個(gè)輸出端構(gòu)成該大功率氣體激光器電源電路的輸出端OUT+、OUT-。以上，僅為本實(shí)用新型之較佳實(shí)施例，意在進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型，而非對(duì)其進(jìn)行限定。凡根據(jù)上述之文字和附圖所公開的內(nèi)容進(jìn)行的簡(jiǎn)單的替換，都在本專利的權(quán)利保護(hù) 范圍之列。
權(quán)利要求一種氣體激光器的電源電路，具有輸入端、公共端和輸出端，其特征在于，包括從該輸入端往該輸出端而依次串接的BOOST單元、BUCK單元、全橋逆變單元、變壓器和橋式整流單元，其中，該全橋逆變單元鎖定在最大占空比工作。
2.如權(quán)利要求1所述的氣體激光器的電源電路，其特征在于，該最大占空比超過90%。
3.如權(quán)利要求1所述的氣體激光器的電源電路，其特征在于，該BOOST單元輸出的是 800伏的直流電壓。
4.如權(quán)利要求1所述的氣體激光器的電源電路，其特征在于，該BOOST單元包括第一開 關(guān)管、第一電容，第二電容，第一二極管、第二二極管和第一電感，該第一開關(guān)管包括受控通 斷的第一端和第二端，該第一電容串接于該輸入端與公共端之間，該第一開關(guān)管的第二端 與公共端相連，該第一電感串接在該輸入端與該第一開關(guān)管的第一端之間，該第一二極管 與該第一電感串聯(lián)，該第二二極管與該第一電感和該第一二極管的串聯(lián)電路相并聯(lián)，并且 該第二二極管的正極與該輸入端相連，該第二電容則串接于該第一二極管與公共端之間， 其中，該第一二極管的正極與該第一電感相連，該第一二極管的負(fù)極構(gòu)成該BOOST單元的 輸出端。
5.如權(quán)利要求1所述的氣體激光器的電源電路，其特征在于，該BUCK單元包括第二 開關(guān)管、第三二極管、第四二極管和第二電感，該第二開關(guān)管包括受控通斷的第一端和第二 端，該第二開關(guān)管的第一端與該BOOST單元的輸出端相連、第二端與該第二電感相連，該 第二開關(guān)管與該第二電感串聯(lián)，該第三二極管的正極與公共端相連、負(fù)極與該第二開關(guān)管 的第二端相連，該第四二極管與該第二開關(guān)管和該第二電感的串聯(lián)電路相并聯(lián)，并且該第 四二極管的負(fù)極與該BOOST單元的輸出端相連，該第四二極管的正極構(gòu)成該BUCK單元的輸 出端。
6.如權(quán)利要求1所述的氣體激光器的電源電路，其特征在于，該全橋逆變單元包括第 三開關(guān)管、第四開關(guān)管、第五開關(guān)管和第六開關(guān)管，該第三開關(guān)管、第四開關(guān)管、第五開關(guān)管 和第六開關(guān)管連成全橋結(jié)構(gòu)，該全橋結(jié)構(gòu)的兩個(gè)輸入端分別接該BUCK單元的輸出端和公 共端、兩個(gè)輸出端構(gòu)成該BUCK單元的輸出端。
7.如權(quán)利要求1所述的氣體激光器的電源電路，其特征在于，該變壓器為升壓型。
8.如權(quán)利要求1所述的氣體激光器的電源電路，其特征在于，該橋式整流單元包括第 五二極管、第六二極管、第七二極管和第八二極管，該第五二極管、第六二極管、第七二極管 和第八二極管連成全橋結(jié)構(gòu)，該全橋結(jié)構(gòu)的兩個(gè)輸入端分別接該變壓器的兩個(gè)輸出端、兩 個(gè)輸出端構(gòu)成該大功率氣體激光器電源電路的輸出端。
專利摘要一種大功率氣體激光器電源電路，具有輸入端、公共端和輸出端，包括從該輸入端往該輸出端而依次串接的BOOST單元、BUCK單元、全橋逆變單元、變壓器和橋式整流單元，其中，該全橋逆變單元鎖定在最大占空比工作。該最大占空比超過90％。由于全橋逆變電路鎖定在最大占空比工作，其占空比90％以上，這使得橋式整流出來(lái)的波形是占空比超過90％以上的方波，這樣的波形只需要很小容量的輸出端電容就能濾波，且電流紋波很小，由于需要輸出端電容非常小，故可以輸出端屏蔽電纜一點(diǎn)小小分布電容來(lái)取代。同時(shí)，因輸出端電容非常小，使得輸出電流為脈沖的工作狀態(tài)下，脈沖沿上升下降時(shí)間很短，比如可以達(dá)到100微秒以下。
文檔編號(hào)H01S3/09GK201690112SQ201020145299
公開日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2010年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月26日
發(fā)明者劉昌軍, 張建群, 彭金明, 田社斌, 譚春升, 陳沖, 高云峰 申請(qǐng)人:深圳市大族激光科技股份有限公司