激光器的高壓接收控制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于大功率激光器的CO2高壓接收控制裝置，適用于在激光切割機等領域。
【背景技術】
[0002]大功率CO2激光器是一種較為復雜的工業設備，不僅具有高電壓、大電流的電源以及多密封面的真空腔體，而且必須保持工作氣體成分、氣壓的動態穩定，同時在運行過程中產生大量的熱量需要進行冷卻，對溫度變化也比較敏感。
[0003]現有的激光器接收控制電路都是采用光耦隔離的方式，將光信號轉換為電信號后再進行數字信號的放大，會導致抗干擾能力差，不能給予大功率CO2激光器穩定的電壓電流，影響激光器的正常穩定工作。
[0004]目前為了提高CO2激光機的功率，必須采用高電壓的接受信號，所以激光器接收控制電路必須提高控制板輸出高電壓的能力。
【發明內容】
[0005]本發明目的是提供一種能夠將光信號轉換為電信號并穩定地進行功率放大的接收控制裝置。
[0006]本發明為實現上述目的所采用的技術方案是:用于高功率CO2激光器的高壓接收控制裝置，包括順序連接的恒率電源、光纖接收器、DAC數模轉換器、模擬開關、運算放大器模塊和功率放大器；所述恒率電源用于將外部交流電轉換成直流電，為光纖接收器、DAC數模轉換器、模擬開關、運算放大器模塊和功率放大器供電；所述光纖接收器用于接受外部光纖信號，并轉換為數字信號送至數模轉換器；所述數模轉換器用于將串行輸入的數字信號轉換成模擬電流輸出信號，輸出至模擬開關。
[0007]所述光纖接收器為三個或以上，其中兩個光纖接收器與模擬開關的控制端連接，其他的光纖接收器均與DAC數模轉換器連接。
[0008]所述功率放大器包括場效應管和運算放大器；場效應管的漏極D通過兩個串聯的二極管D3、D4與地連接，源極S通過電阻R31與地連接，柵極G通過電容C20和電阻R30的并聯電路分別與電容C19和電阻R29組成的并聯電路、運算放大器的輸出端相連接，電容C19和電阻R29組成的并聯電路另一端經電阻R27與場效應管的源極S連接，還與運算放大器的反相輸入端相連；運算放大器的正相輸入端與模擬開關的輸出端連接；恒率電源的負極輸出端連接電阻R70后、與漏極D作為一對輸出端，用于與激光器的輸入端連接。
[0009]本發明具有以下有益效果及優點:
[0010]1.本發明輸入端采用光纖接收器，降低了成本，抗干擾能力強。
[0011]2.采用了模擬開關，方便實現了模擬信號之間的切換。
[0012]3.采用了分段控制，可以通過短路帽來分別控制前四路與后四路的功率放大電路。
[0013]4.本發明結構簡單，操作方便，本身消耗的功率小，運行成本低，可在多種復雜環境下使用。
[0014]5.本發明低成本，抗干擾能力強；方便實現了模擬信號之間的切換；方便實現分段控制。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明電路結構框圖；
[0016]圖2為光纖接收器接收電路原理圖；
[0017]圖3為光纖接收器與數模轉換器連接電路圖；
[0018]圖4為功率放大器電路圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖及實施例對本發明做進一步的詳細說明。
[0020]如圖1所示，本發明之結構設計是這樣實現的:接收控制板包括:恒率電源、光纖接收器、DAC數模轉換器、模擬開關、運算放大器模塊、功率放大器。其連接是:恒率電源與各器件相連接為各個器件提供直流電；光纖接收器分別與DAC數模轉換器和模擬量開關相連接；DAC數模轉換器的輸出端與模擬開關相連接；模擬開關與運算放大器的輸入端相連接；運算放大器的輸出端與功率放大器相連接。
[0021]恒率電源具有整流、濾波電路，電源穩壓電路，將交流115V電轉換成直流電，為其他功能模塊提供+5V，+15V，-15V直流電源。
[0022]光纖接收器為多個，用于接受光纖數字信號，其中一個提供模擬量開關的控制信號，其他用于提供DAC數模轉換器的時鐘、上載、串行輸入信號；；
[0023]DAC數模轉換器采用MAX543芯片，用于將串行輸入的數字信號轉換成模擬電流輸出信號；MAX543串行輸入端SR1、時鐘信號端CLK、上載端LOAD的信號分別來自光纖接收器的數字信號；MAX543的輸出端與運算放大器連接。
[0024]模擬開關完成信號鏈路中的信號切換功能，采用MC14066 ;它的輸入端與數模轉換器的RFB端通過電阻連接；兩個控制端分別與兩個光纖接收器的4腳連接。輸出端與運算放大器的輸入端連接。
[0025]運算放大器模塊用于放大信號，輸出至功率放大器模塊；采用二級LM741，它的一級運算放大器的的正相輸入端接地，反相輸入端與MAX543的輸出端1ut連接；輸出端與MAX543的RFB端相連接，同時通過電阻R12與二級運算放大器LM741的反相輸入端相連；二級運算放大器同樣采用LM741，它的正相輸入端通過電阻與地連接，反相輸入端與一級LM741的輸出端連接。
[0026]功率放大器:由場效應管IRF330和運算放大器LM741組成，為輸出端提供大功率信號。
[0027]其電路詳細結構如附圖所示，圖2圖3為光纖信號接收電路、DAC數模轉換器的原理圖。光纖接收器采用多個R-2521光導纖維，R-2521的2腳與3腳之間通過0.01 μ F的電容連接，2引腳接地；部分R-2521的I腳與4腳連接組成data信號，根據不同的需求連接到DAC數模轉換器的串行輸入、時鐘和上載端，光纖接收器的另一端可與上位機或CPU連接；兩個光纖接收器的4腳均接入模擬開關的控制端。
[0028]U20的data端連接MAX543的上載端(load)，U21的data端連接MAX543的串行輸入端(SRI)，U23連接MAX543的時鐘信號端(CLK)。
[0029]圖4為功率放大電路，場效應管IRF330和運算放大器LM741組成；IRF330的漏極D通過兩個二極管D3、D4與地相連接；源極S通過電阻R31與地相連接；柵極G與電容C20和電阻R30的并聯結構連接，電容C20和電阻R30的并聯結構的另一端與電容C19和電阻R29組成的并聯結構連接，同時與運算放大器LM741的輸出端相連接。電容C19和電阻R29組成的并聯結構的另一端與電阻R27連接，同時與運算放大器的反相輸入端相連；電阻R27的另一端與源級S相連接；漏極D是整個控制板的一個輸出端；同時電阻R70連接-15V電源作為另一個輸出端，共同輸出至激光器。
【主權項】
1.用于高功率CO2激光器的高壓接收控制裝置，其特征在于:包括順序連接的恒率電源、光纖接收器、DAC數模轉換器、模擬開關、運算放大器模塊和功率放大器；所述恒率電源用于將外部交流電轉換成直流電，為光纖接收器、DAC數模轉換器、模擬開關、運算放大器模塊和功率放大器供電；所述光纖接收器用于接受外部光纖信號，并轉換為數字信號送至數模轉換器；所述數模轉換器用于將串行輸入的數字信號轉換成模擬電流輸出信號，輸出至模擬開關。
2.根據權利要求1所述的用于高功率CO2激光器的高壓接收控制裝置，其特征在于:所述光纖接收器為三個或以上，其中兩個光纖接收器與模擬開關的控制端連接，其他的光纖接收器均與DAC數模轉換器連接。
3.根據權利要求1所述的用于高功率CO2激光器的高壓接收控制裝置，其特征在于:所述功率放大器包括場效應管和運算放大器；場效應管的漏極D通過兩個串聯的二極管D3、D4與地連接，源極S通過電阻R31與地連接，柵極G通過電容C20和電阻R30的并聯電路分別與電容C19和電阻R29組成的并聯電路、運算放大器的輸出端相連接，電容C19和電阻R29組成的并聯電路另一端經電阻R27與場效應管的源極S連接，還與運算放大器的反相輸入端相連；運算放大器的正相輸入端與模擬開關的輸出端連接；恒率電源的負極輸出端連接電阻R70后、與漏極D作為一對輸出端，用于與激光器的輸入端連接。
【專利摘要】本發明涉及用于高功率CO2激光器的高壓接收控制裝置，包括順序連接的恒率電源、光纖接收器、DAC數模轉換器、模擬開關、運算放大器模塊和功率放大器；所述恒率電源用于將外部交流電轉換成直流電，為光纖接收器、DAC數模轉換器、運算放大器模塊、模擬開關和功率放大器供電；所述光纖接收器用于接受外部光纖信號，并轉換為數字信號送至數模轉換器；所述數模轉換器用于將串行輸入的數字信號轉換成模擬電流輸出信號，輸出至模擬開關。本發明結構簡單，操作方便，本身消耗的功率小，運行成本低，可在多種復雜環境下使用。
【IPC分類】H03F3-20, H01S3-10, H01S3-134, H01S3-067
【公開號】CN104638500
【申請號】CN201310574030
【發明人】夏筱筠, 朱向陽, 賈歡, 王洪義, 郭建, 陸洋, 鄭岳
【申請人】中國科學院沈陽計算技術研究所有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2013年11月13日