IGBT脉冲激光电源原理与性能分析

近年来，高功率Nd：YAG液体激光器已普遍用作工业加工领域和医疗仪器领域，如材料加工、激光测距、激光打标、激光医疗、激光核聚变等。与气体激光器或其他激光器（如化学激光器，自由电子激光器等）比起，液体激光器具备结构紧凑、稳固轻巧等优点，其运营方式多样，可在脉冲、倒数、调Q及锁模下运营。　　1、原理框图　　本文讲解的激光电源为工作于反复脉冲方式的液体激光器获取电能。

该激光器使用氙灯不作泵浦光源，在惰性气体灯中，氙气的总切换效率最低。激光器用作激光打标，工作频率每秒60次。电源系统使用IGBT管全桥直流电源方式，工作频率为20kHz，控制电路使用PWM方式。

　　图1原理框图　　图1示出电源原理框图，整个电路可分居多电路（电力转换电路）和控制电路两大部分。来自电网的380V交流电压经整流滤波后获得大约520V左右的直流电力，特到桥式逆变器上。逆变器主功率电源使用三菱公司的CT60型IGBT管。PWM电路产生一对振幅互差180的脉冲电压掌控直流电源桥的四个功率管，将直流电力转换为高频方波电压，再行经高频高压整流桥获得高压直流（大约1400V），向储能电容Co电池。

电容Co上电压差使到预计值（1000V）后，控制电路发出信号，将静电晶闸管启动时导通，Co上电压较慢向阻抗氙灯获释，激光器长时间工作。　　预燃启动时电路针对阻抗氙灯特性而设，该型激光器拒绝再行通入近两万叱的高压脉冲，将其内部穿透，再行保持较低的倒数电流（大约100～200mA），激光器才能在电容Co的间歇静电状态下长时间工作。

因此，电源的工作步骤不应是：开机预燃启动时电容静电。　　2、工作原理及建模波形　　图2示出电源主电路，V1V4构成桥式逆变器，两端并联RCD吸取支路，L为限流电感，Co为储能电容，Lo用作容许Co对阻抗氙灯的静电电流，维护氙灯。

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