导言
激光加工首要是运用CO:激光束聚集在资料表 面使资料熔化,一起用与激光束同轴的紧缩气体吹 走被熔化的资料,来完结所需轨道图形的切开或许相应工艺品外表的雕琢。激光加工归于非触摸加工, 具有加工办法多、适应性强、加工精度高、质量好和加工效率高级长处。激光驱动电源作为激光器的 直接操控单元,其光开关呼应的最高频率和出光功率安稳和牢靠性会直接影响终究的加作业用。根据 快速呼应和出光安稳的需求,乐创自动化技能有限公司研发了一种根据CPLD的数字式大功率激光驱 动电源。
2 体系组成及其作业原理
2.1 体系组成
根据 CPLD的数字式大功率CO:激光驱动电源 的体系结构如图1所示。 该 体系 主 要由主电源、稳压电源、辅佐电源、驱动桥路、逆变升压、反应电路和数字操控电路等部 分组成。其间主电源和稳压电源首要完结AC20V 的输人到310V直流电压的安稳输出,确保逆变升 压部分在一个合理的参数下安稳牢靠作业。辅佐电源首要是将310V直流电压转换成SV和12V直流电 压供数字操控部分和反应比较器部分运用。驱动桥路和逆变升压首要是完结负载需求的约200(刃V高压的输出。反应电路首要起到维护效果,操控输出 电流的规模。
2.2 作业原理
在激光驱动电源的原理框图中,AC202V经过 整流滤波后发生310V的直流电压,310V直流电压经过稳压电源输出安稳的310V直流电压供逆变 升压部分和辅佐电源作业,辅佐电源把3lOV直流电压变成12V和SV直流电压给数字操控部分和反 馈部分供给基准电压。数字操控部分经过操控驱动桥路的导通时刻来完结功率的操控。反应电路通 过采样输出源端的电流巨细来维护输出电流不超越 30MA。
3 功用的完结办法
3.主电路及稳压电路部分
AC220V 经过整流滤波后得到301V左右的直流电压,再经过开关型稳压电源得到安稳的3lOV直流电压。
3.2 驱动桥路及逆变升压部分
31O V 直 流电压经过半桥逆变得到高频方波电 压,为了确保低电流激光器的器辉,在逆变回路中选用了串联谐振和并联谐振技能。高频升压变压器 和高压整流电路构成的升压部分被封装成独立的元件高压包。规划中选用2个高压包串联输出给激光 器供电。
3.3数字操控部分及反应部分
数字部分选用CPLD操控,一方面CPLD完结 开关光、水维护、过流过压反应等信号的逻辑操控, 另一方面首要是完结PWM波的输出。
3.4 辅佐电源部分
根据VIPer22 A变换器和高频电源变压器的辅 助电源,输出电压波形安稳无较大尖峰。
4 功用特色
4.1安稳性好,抗外电压波动性强,调理规模大
由在逆变升压电路之前规划了一级开关型稳 压电源,该稳压电源可以确保外网电压在一15% (187V)一+10%(242V)之间改变时,逆变升压部 分的基准电压安稳在30v,这样就确保了逆变升压部分能作业在一个安稳的参数下,一起也就提高了其作业的安稳性。
4.2 频率呼应高
因为操控部分选用了根据CPLD的数字操控方 式,在激光雕琢加工中可以担任lokb/s的操控脉 冲,可以很好地完结斜度雕琢和小字的雕琢。
4.3 准确的功率操控
在激光切开加工中,因为数字操控模块输出的 驱动脉冲的占空比不受外部非操控信号的影响,能 够确保在长时刻作业下安稳的功率输出。在激光雕琢中,可以实时呼应操控体系的功率数据,一起由 于激光器的出光功率与作业电流之间并不是线性关系,在斜度雕琢时,可以经过数字操控部分修正光 功率,使其以线性改变来确保在雕琢斜度中对斜度 的要求。
4.4 可以定制的操控方法
在激光加工使用中,有时会有许多特别的加工 要求,如切开开始阶段要求出光功率大一些。数字 操控方法可以方便地修正程序来满意相应的新要求。
5 定论
经过在成都微巨科技有限公司出产的1.6M的 激光器上长时刻测验,该激光驱动电源频率呼应高、操控准确、且输出电流纹波小,可以确保激光器长 期安稳的作业。