激光电源-脉冲|连续激光电源-半导体激光电源

    激光电源要求稳压、恒流、缓冲启动。根据管子要求设定电压和激励电流,在激励电流和{zd0}电流之间调功率。
    脉冲激光电源
 
脉冲激光电源是专门为脉冲Nd:YAG激光器设计的电源。采用开关电源,内部是由单片机控制的,是真正的数控电源。通过触模式操作面板选择激光输出功率、频率和脉宽等参数,用户通过键盘对激光脉冲波形和参数进行编程,使焊接参数与焊接要求相匹配,以达到{zj0}的焊接效果,因而可以满足几乎所有金属的焊接需要,是多功能激光焊接机的理想配置,具有误操作和超温自动保护功能等功能。
   连续激光电源
连续激光电源是一种高性能自动引燃恒流电源
  电源以定频调宽的方式,实现高精度的恒流输出。输出电流波纹小,稳定度高。引燃部分采用串联高压包引弧,LC次高压接力,低压恒流接续电弧电流的三级续流方式,配合点火监测电路,实现自动点火,使一次点火成功率高达99%以上。高压脉冲波形上升和缓,强度可以分级调节,以适应不同氪灯击穿电压的分散性,同时也可以减小电极材料的溅射,减少高压触发对氪灯使用寿命的不良影响

    半导体激光电源

激光二极管是一种高功率密度并具有极高量子效率的器件,微小的电流变化将导致光功率输出的极大变化和器件参数(如激射波长、噪声性能、模式跳动)的变化,这些变化直接影响器件的安全工作和应用要求。
    本公司设计和生产的半导体激光电源是连续可调恒流电源,采用了目前国际先进的半导体激光电源方案,选用优质元器件生产。具有输出噪声小、恒流特性好、电流稳定、抗干扰能力强等优点,并具有防过冲、反冲和反浪涌的稳压、恒流双重保护电路,保证激光器的稳定工作和使用寿命。
    我们生产的半导体激光电源采用单片机管理和控制,是一种智能化高精度恒流型开关电源,可作为半导体激光打标机的配套电源。针对激光打标设备的特点,电源还可管理水泵、指示光、振镜和Q开关几部分的开关。电源有LCD液晶显示,能提供电源工作的各个参数及其工作状态的显示,具备过压、过流、水温和水压报警功能,实为半导体激光器的理想电源。本电源还可以作为其它高精度恒流源,供设备使用。
    输出电流等级有0-25A、30A、40A、70A、100A等,电流连续可调
输出直流电压等级2V、3.3V、12V、18V、24V、36V等,供用户根据实际情况选用
高稳定、低噪声,纹波电压<50mV
过流保护、过压保护。根据用户要求设定参数值。
具有水压、温度、短路、开路、防浪涌等保护功能。
输入电压220VAC,根据用户要求也可可选订110VAC。
标准19英寸机箱用户 方便用户与其激光设备配套使用。
数显表 或LCD实时监测输出电压、电流。
外控接口、特殊规格可根据用户要求订制。
  1.3 脉冲产生电路
  图4中的脉冲控制信号Vpulse来自脉冲产生电路[5],脉冲产生电路如图5a和图5b所示。
  5a为该电源内部振荡电路,由7555构成,四个与非门的作用是选通接受内部控制信号还是外部控制信号输出到Vtrigger,Vtrigger 信号控制所需要的Vtrigger信号的频率。图5b是一个由555定时器构成的下降沿触发的单稳电路。该单稳电路的特点是脉冲宽度与7555定时器5端的电压成非常好的线形关系,这主要得益于应用了由放大器LM358和电容C6构成的自举电路[6],因此,这就实现了独立控制脉冲恒流源脉冲频率和脉冲宽度的功能,脉冲宽度能接受外部电压信号的控制,如来自温度传感器热敏电阻上的电压信号。
  1.4 保护电路
  由于对于电冲击的承受能力很差,在使用过程中,出现较多的电冲击是电源开启或关断过程中产生的电压、电流浪涌冲击。所以电源中必须采取保护措施,传统的保护电路方式很多,如采用慢启动电路、短路保护开关等。在该应用中,该电源是蓄电池供电,供电电压波动较小,且选用的集成芯片内部具有慢启动、热保护、尖峰电流限制功能,因此只需在半导体激光二极管两端反向并联一个普通二极管以防止反向浪涌。
  2试验结果及分析
  上述各个电路模块都预先在Pspice A/D上进行了仿真和优化,{zh1}制作了实物电路,试验结果达到了预期的设想。当负载为纯电阻1Ω、脉冲控制信号周期1ms、脉宽约40us、R3两端无并联电容时,R7两端的电压波形如图6所示。从前面可知,R7两端的电压与流过负载的电流xx对应,只差一个比例系数。从示波器上的看出,恒流脉冲的上升时间约2us,下降时间约1us,在同样的条件下,负载为808nm大功率半导体激光器时R7两端的电压波形如图7所示。前面负载选用纯电阻1Ω的原因是: 2A电流流过时,稳态下该激光器的等价负载电阻约1Ω,这样可以更好的对比他们的工作情况。从示波器上可以看出,在上升阶段,有一段持续时间约5us的衰减振荡,这主要是因激光二极管到在达稳态之前,它的阻抗特性变化较大,如寄生电感和电容。从电路原理上分析,在R3两端并联一个电容C8是可以xx这种性能的恶化,通过试验测得,电容取值在1-2nf之间比较合适,电容取值过小,震荡不能xxxx,取值过大会使得脉冲缓慢沿着斜坡上升,响应变慢。图8显示了电容为1nf时R7两端的电压波形,可见,输出特性改善了许多。这也说明对于恒流源,负载的阻抗特性,如并联电感、串联电容对电源输出的瞬态特性影响很大!在用恒流源驱动半导体激光器时要特别注意。
  电源中大多数电阻电容采用贴片式元件,两层布线,元件双面布置,整个电源体积可以做得非常小,可以达到4cm×4cm×1.5cm, 非常方便的应用于如激光测距一类对电源体积要求较小的应用中,另外,在6.5v蓄电池供电下,用该电源驱动808nm大功率半导体二极管,反复进行开了开关测试,激光器工作良好!
  3 结果
  基于集成稳压芯片NCP5662,采用最少的器件,设计了低电压大电流脉冲,电源稳定、可靠、体积小、控制简单、脉冲宽度和频率独立可调。驱动电流2A时,脉冲上升时间小于4us,下降时间小于2us,响应迅速,无过冲、反冲,达到了机载导弹测距中对半导体激光器的电源要求。这也说明了合理选择成熟的稳压芯片可以设计功能丰富的恒流源。该电源中的设计思路可应用于其它脉冲恒流源的电源设计中。









激光电源各种问题解决
故障一 
   故障现象:打开总电源开关,按触发按钮,电源不启动。 
   故障原因:该故障是由于保护电路动作,致使交流380V电压加不上。 
   排除方法:首先,推上“AC380V电源”开关,按下电源“启动”按钮,观察交流接触器是否工作,如不工作,先看冷确系统是否工作(水是否循环),如果冷确系统正常,则应检查通过水循环引起的水压保护装置是否接通,否则,交流接触器损坏。 
   其次,用万用表R×1K挡检查电源电路中2K/10W功率电阻是否?坏,如断开,则更换之。 
   {zh1},检查控制光学偏转电机12V电源是否正常。用万用表测量电机两端有无12V电压,如没有,检查整流电路的输入(交流17V),如没有,则检查变压器的输入、输出端有无交流电压,输入端220V,输出端17V,如有220V电压而无17V,则变压器损坏,更换之。 
   故障二 
   故障现象:标刻机工作正常,但调整“电流”按钮,功率表无显示,始终为零。  
   故障原因:如无任何显示,则功率表电源故障;如始终显示为零,则功率表采样信号中断。 
   排除方法:检查功率表供电的变压器经整流后的直流电压12V是否正常,如正常,检查7805的3脚有无5V电压,如无+5V,则7805三端稳压管损坏,更换后,故障排除。 
   如功率表显示始终为零,则功率表采样信号中断。检查方法:用万用表R×1Ω档,依电路原理图逆向查找,{zh1}确定断线。 
   故障三 
   故障现象:标刻机工作正常,但调整“电流”按钮,功率表无显示,始终为零。 
   故障原因:如无任何显示,则功率表电源故障;如始终显示为零,则功率表采样信号中断。 
   排除方法:检查功率表整流后的直流电压12V是否正常,如正常,检查7805的1脚有无12V电压,如有,则7805三端稳压管损坏,更换后,故障排除。 
   如始终显示为零,则功率表采样信号中断。检查方法:用万用表R×1Ω档,依电路原理图逆向查找。

 

数字激光电源特点

归纳了一下我公司生产的数字激光电源有以下6大特点:
     1、功能及接口信号丰富,增设了人机对话功能,可对工作方式等进行选择。
    2、 采用微电脑单片机技术对电流设定、逻辑功能及接口信号进行控制。
    3、 设有缓上电保护、软启动保护、欠电压和失电保护、过流保护、过热保护、点灯延时保护、灭灯保护、外控保护及故障状态锁定等.
    4、 增加了点灯延时保护、灭灯保护、灯电压显示、故障代码显示、状态锁定等功能。
    5、 提供远程数字接口信号,便于与计算机的连接,实现远端操作;
    6、 数字激光电源的外控接口采用25芯计算机插座,数字量接口均采用光电隔离;


半导体激光器的输出频率和功率都与温度有关,所以需要温度控制
半导体激光器可过输入电源的调制而有频率的变化(开关).其极限的频率取决于你调制的深度,一般不超过500kHz

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