[其他]一种无变压器稳流连续固体激光电源

说明书

本实用新型属于激光电源技术领域。

在YAG、低温冷却红宝石等固体激光器的泵浦技术方面，现有技术一般均采用三相调压变压器，并以几十个大功率三极管列阵作为调整管实现稳流，因此使得电源过于笨重。另外，所用大功率三极管需严格选配，故此造价高、易损坏、稳流可靠性低、对外电网适应能力差。电源调压部分有的采用半控或全控整流调压，图1显示的是可控硅半控整流调压，其缺点是可控硅的控制电路复杂，易受干扰。

本实用新型就是为了克服这些现有技术的缺点而发明的。图2显示了该电源的结构和技术方案。它由可控硅三相交流调压器（1）、三相整流滤波电路（2）、电压取样电路（3）、电流取样电路（4）、双氪灯串联负载（5）、触发、预燃及降压电路（6）、保护电路（7）、反馈控制网络（8）组成。由电压取样电路（3）取出过压信号输入到保护电路（7）或由电流取样电路（4）取出过流信号输入到保护电路（7），再由保护电路（7）取出保护信号输入到可控硅三相交流调压器（1），以使其输出为零，达到保护目的；由电流取样电路（4）取出电流差分信号输入到反馈控制网络（8），由反馈控制网络（8）取出稳流控制信号输入到可控硅三相交流调压器（1），以控制各相可控硅的导通角，达到系统稳流之目的；双氪灯的启动由触发、预燃及降压电路（6）完成；可控硅三相交流调压器（1）的输出交流电经三相整流滤波电路（2）给双氪灯串联负载（5）提供工作电流。

图3显示的是该电源的重要部分－反馈控制可控硅三相交流调压器，该部分可独立出来自成仪器，它不仅可广泛应用于各种激光电源中，而且也可应用于使用三相电同时需要系统稳流的任何场合。可控硅三相交流调压器（1）由该图中的三相可控硅触发器（9）、可控硅三相交流调压中性线回路（10）、手动调压电位器（11）组成；由手动调压电位器（11）取出电位信号输入到三相可控硅触发器（9），由三相可控硅触发器（9）取出脉冲触发信号输入到可控硅三相交流调压中性线回路（10），以手动控制可控硅三相交流调压器的输出电压。它不同于现有的类似图1显示的可控硅三相整流调压，前者输出为0－360伏连续可调的正弦交流缺块波形，而后者则输出为脉动直流缺块波形，因此前者恰好取代三相调压变压器而后者则不能；由于前者采用合适的各相串联电抗器，所以对电网的冲击很小，在容性和电阻负载（正是用于激光电源中的情况）时，对输出缺块波形的突变点未见高、低频振荡、而对感性负载，采用阻容吸收回路较后者更易消除高、低频振荡。实测表明，只是在电源启动瞬间才引起对电网的冲击，而且其相对幅度小于0.02；若选择串联电抗器稍大些（大于理论值0.88毫亨），则对电网的瞬间冲击更小；当电源正常工作后可认为对电网无冲击。

一般来说，在额定负载（如40A直流电流通过氪灯）时，取各相交流电抗器的压降为电源相电压的0.04倍，所以交流电抗器的压降应为0.04×220＝8.8伏；而通过进线电抗器的额定交流为40／1.26≈32安培，所以交流电抗器的电感量应为L＝X_L／ω＝（8.8／32）／314＝0.88毫亨。

由于该交流调压器的三个输出端均通过灯与中性线（重复接地线）形成交流通路，因此可将一些高、低频干扰信号导入到地。故此本仪器抗干扰能力强，工作稳定可靠。

图4显示了三相可控硅触发器（9）的具体电路，与A相同步的梯形波电源（12）为A相单结管振荡器电路（15）提供过零梯形波电压，从而使该单结管振荡器产生的脉冲信号触发A相的二个反并联可控硅；与B相同步的梯形波电源（13）为B相单结管振荡器电路（16）提供过零梯形波电压，从而使该单结管振荡器产生的脉冲信号触发B相的二个反并联可控硅；与C相同步的梯形波电源（14）为C相单结管振荡器电路（17）提供过零梯形波电压，从而使该单结管振荡器产生的脉冲信号触发C相的二个反并联可控硅；而各相单结管振荡器发出的第一个脉冲的相位均由加在各相三极管基极的一个共同的直流电位信号决定；该直流电位信号既可以是反馈控制网络（8）的输出也可以由手动调压电位器（11）取得。