关于用于闪光灯泵浦式脉冲固体激光器且装备了外部驱动型反激式转化器的电容器充电设备而言,本例可大幅进步其转化功率。在闪光灯泵浦式脉冲固体激光器中,当向蓄能电容器充入高电压时,所充入的电能由提供给闪光灯的电能而定。
反激式转化器拓扑很适合于电容器充电电源的规划。传统的反激式转化器电路选用电压反应按预订要求输出电压,以及选用脉冲宽度调制对电压进行调整,但这样的电路在呈现电容性负载的情况下无法运用,原因如下:在反激式转化器中,电能在开关设备接通期间存储,在封闭期间传输。为了向蓄能电容器充入预订的电能,需求阅历多个存储和传输周期。
为了让存储的电能到达预订值,在每个电能传输周期中,电容器都会取得必定的电压阶跃,所获电压阶跃的量级也会跟着电容器电压的升高而逐步下降。在终究一个存储和传输周期内,开关设备的封闭期按预订要求降至最小值,而在此期间负载到达终究需求的电压。假如经过规划,企图让转化器开关设备运用固定的开关频率,那么就会下降转化器的运转功率。假如开关频率过高,那么在前期充电阶段,电能或许无法彻底传输。这或许会对衔接至原边的电路元件形成危害。此外,由此发生的剩下磁通也或许会导致铁芯饱满。而假如开关频率过低,那么转化器在后期充电的大部分时刻内都会处在空转状况。
咱们选用了一种依据闭环反应体系的规划办法,可保证电能在输入波形的每个周期内都能够被充沛传输。事实上,该体系还能够实时监测储能电容器电压的状况。在这样的体系中,每个周期的时长都会缩短,这是为了使接通时刻坚持固定。也就是说,开关设备的封闭时刻会依据电能传输的要求而缩短。因而,这种规划办法较为抱负,由于它既能保证将充电时刻缩到最短,又能完结最佳的变压器规划。
下图所示的是用于20Hz调QNd-YAG激光器且装备了反激式转化器的电容器充电设备的电路图。在这个规划方案中,可按要求在50ms之内对30μF的蓄能电容器充入15J的电能,然后保证激光器在20Hz的条件下可正常运转。
该电路经过外部驱动型反激式装备而运转。在MOSFET开关接通期间电能得以存储,而在MOSFET开关封闭期间,电能则被传输至蓄能电容器。在电能每次被传输至二级电路时,输出电容器都会取得必定的电压阶跃,所获电压阶跃的量级也会跟着电容器电压的升高而不断下降。与此同时,开关设备的封闭时长也会相应缩短。随后,蓄能电容器的电压会被探测到,然后发生操控电压VS.该操控电压被传输至减法器U2,然后减掉其间的基准负电压VREF1.由此,减法器的输出电压为VR=VS-VREF1,接着VR将被输往压频转化器U1;这样一来,使用电容器电压就能够线性地改动转化器的作业频率。
假如储能电容器开始未充电,输出电压则为0,在这种情况下VS=VS(min)=0V.依据U2的输出可得到少数的正电压(VR(min)或-VREF1)。该电压决议了压频转化器输出的初始期。压频转化器输出的电压传输至单稳多谐振荡器U5,使开关设备的接通时刻到达固定值。跟着储能电容器的电压逐步升高,传至压频转化器的操控电压也随之添加,这就缩短了开关设备的封闭时刻。电压环路将VC(输出电压的一部分)与基准电压VREF2进行比较,然后为单稳态电路发生复位脉冲,以取得预期的输出电压。
该充电设备还能够冷却转化器,避免闪光灯因余光发热。为冷却闪光灯,必须在闪光灯发光指令下发瞬间的几毫秒内去使能储能%&&&&&%器的充电功用。在此期间经过推迟发动U5就能够完结这一点。而使用发光指令脉冲触发第二个单稳态U7即可推迟U5的发动。假如呈现转化完毕(EOC)输出即标明充电现已完结。