一種帶能量反饋的智能二氧化碳激光電源的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本實用新型涉及一種帶能量反饋的智能二氧化碳激光電源。
【背景技術】
[0002] 隨著激光在工業雕刻、切割、打標等各方面應用的推廣，以及客戶對激光加工質量 要求越來越高，對激光系統的功率穩定性、長壽命和系統的可維護性提出了更高的要求:要 求在激光系統的壽命期內輸出激光的功率恒定或有變化也在可接受的范圍內，能夠有比較 長的壽命周期，以及在系統出現問題時能夠及時準確的鎖定故障點以快速修復等。經發明 人分析，影響以上幾項的最主要的部件是控制激光功率的計算機控制部分（簡稱控制板 卡）、激光器和激光驅動電源，三者相互影響，例如:假設三部分中其他二者正常，第一種情 況下激光電源的輸出電流不穩，可以造成最終輸出的激光功率不穩，影響雕刻、切割和打標 等加工的效果，甚至無法保證正常工作;第二種情況是激光器的啟輝電壓、工作電壓和工作 電流偏高，超出了激光電源的輸出能力，使輸出電壓升高，在隔離耐壓防護不好的地方，很 容易造成高壓放電，損壞激光電源、控制板卡或其他弱電部分，在這種情況下即使勉強能夠 工作，也會出現加工效果不理想的現象;第三種情況是控制板卡的控制信號IN輸出的穩定 性和控制策略的影響:控制板卡的控制信號IN輸出不穩，司職于執行部分的激光電源就會 按照不穩的控制信號IN工作，造成激光輸出功率的不穩;而控制板卡和執行部分的激光電 源的開環控制，是造成激光輸出不穩的另一主要原因，即控制板卡僅僅是給出一控制功率 的控制信號IN或PWM信號（用PWM信號替代輸出電壓控制激光電源的輸出電流），理想認為激 光電源會按照既定輸出曲線輸出電流，但每一臺電源的控制電壓-輸出曲線會有差異，每一 塊控制板卡的功率百分比-輸出電壓也會有差異，就會造成控制信號IN-樣的情況下，激光 電源的輸出電流不一樣，最終的激光輸出功率不一樣。而現有的激光電源沒有輸出電流或 最終輸出激光的反饋功能，不能將實際的輸出激光功率大小反饋到控制板卡，也即控制板 卡和激光功率之間的控制不是閉環控制，不能根據實際的輸出激光功率調整板卡輸出的控 制信號IN從而調整輸出激光功率到期望值，進而影響激光功率的輸出和最終的加工效果。
[0003] 另外，激光電源本身沒有工作狀態、故障內容、故障點定位的顯示或反饋，造成故 障后的故障排除困難。由于激光電源為高壓輸出電源，空載電壓高達幾十千伏甚至上百千 伏，在現場無法進行常規測量，無法判斷故障是因為激光器的問題還是激光電源的問題，給 現場故障的排除增加很大難度，影響用戶的使用，造成用戶投訴嚴重。
[0004] 綜上，要實現激光系統的功率穩定性、比較長的壽命和系統的可維修性，從激光電 源的角度上必須使激光電源具有以下功能：
[0005] 1、激光電源和控制板卡的通信功能，實現激光電源輸出參數、控制信號、故障信號 的反饋和板卡顯示，包括利用RS232實現多機通信功能以適應多頭激光機的應用。
[0006] 2、激光電源的輔助顯示功能，顯示電源輸出參數、控制信號、故障信號等。
[0007] 3、激光能量或激光電源輸出電流反饋功能，根據控制板卡輸出電壓實現輸出參數 的自我調整。
[0008] 4、激光系統故障中激光電源故障和非激光器故障的判斷。
[0009] 5、激光電源故障中的故障定位和顯示。
[0010] 6、激光電源輸出異常情況下關閉激光電源以防止更大的危害發生。
[0011]但市面上現有激光電源全部沒用或大部分沒用以上功能，所以很難實現激光系統 的功率穩定性、比較長的壽命期和系統的快速可維護性的要求。 【實用新型內容】
[0012] 本實用新型提出一種帶能量反饋的智能二氧化碳激光電源，解決了現有技術中上 述的問題。
[0013] 本實用新型的技術方案是這樣實現的：
[0014] -種帶能量反饋的智能二氧化碳激光電源，包括：
[0015] 電源變換單元；
[0016] 輸出電流處理單元，與所述電源變換單元連接；
[0017] 輸出高壓處理單元，與所述電源變換單元連接；
[0018] 功率校正變換控制單元，與所述電源變換單元和所述輸出電流處理單元連接；
[0019] 控制單元，與所述輸出電流處理單元、所述輸出高壓處理單元和所述功率變換控 制單元連接；
[0020] 激光能量檢測放大單元，與所述控制單元連接；
[0021 ]通信控制單元，與所述控制單元連接；
[0022] 外部控制信號處理單元，與所述功率變換控制單元連接。
[0023] 進一步地，本實用新型所述的帶能量反饋的智能二氧化碳激光電源，還包括：
[0024] 易損點檢測單元，與所述電源變換單元和所述控制單元連接。
[0025] 進一步地，本實用新型所述的帶能量反饋的智能二氧化碳激光電源，還包括：
[0026] 輔助顯示單元，與所述控制單元連接。
[0027] 進一步地，所述電源變換單元包括：
[0028] 輸入整流濾波單元；
[0029] 功率因數校正變換單元，與所述輸入整流濾波單元連接；
[0030] 高頻高壓變換單元，與所述功率因數校正變換單元連接；
[0031 ]高頻高壓整流濾波單元，與所述高頻高壓變換單元連接。
[0032]進一步地，所述輸出電流處理單元包括：
[0033]輸出電流檢測單元；
[0034] 輸出電流濾波單元，與所述輸出電流檢測單元連接；
[0035] 輸出電流放大單元，與所述輸出電流濾波單元連接。
[0036] 進一步地，所述輸出高壓處理單元包括：
[0037]輸出高壓檢測單元；
[0038] 輸出高壓濾波單元，與所述輸出高壓檢測單元連接。
[0039] 進一步地，所述控制單元包括：
[0040] 信號變換單元；
[0041] 比較判斷單元，與所述信號變換單元連接；
[0042] 存儲單元，與所述比較判斷單元連接；
[0043] 通信單元，與所述比較判斷單元連接。
[0044] 本實用新型的有益效果為：
[0045] 1、本實用新型所述的帶能量反饋的智能二氧化碳激光電源，實現了激光電源和控 制板卡的通信功能，實現了激光電源輸出參數、控制信號、故障信號、激光能量或激光電源 輸出電流的反饋，和功率控制電壓比較實現了輸出參數的閉環控制。
[0046] 2、本實用新型所述的帶能量反饋的智能二氧化碳激光電源，實現了激光機系統中 激光電源故障和非激光電源故障的定位，以及實現了激光電源中故障的精確定位，方便了 激光機整機的維護，降低了維護難度，尤其使激光電源的維修變得極為簡單。
[0047] 3、本實用新型所述的帶能量反饋的智能二氧化碳激光電源，實現了激光電源和上 位機、控制板卡、其他激光電源、輔助顯示多種設備的通信，并可自動識別。
[0048] 4、本實用新型所述的帶能量反饋的智能二氧化碳激光電源，利用一對一的RS232 協議實現了多機通信功能，實現了一個控制板卡利用RS232和多臺激光電源通信的功能，在 現有控制板卡的通信接口基礎上實現了多激光頭激光機的閉環控制。
[0049] 5、本實用新型所述的帶能量反饋的智能二氧化碳激光電源，激光電源的輸出參 數、控制信號、故障信號、故障定位可以通過控制板卡顯示，也可通過輔助顯示單元顯示，并 置于激光機的前面板上，方便的用戶的監視，增加了用戶的體驗;輔助顯示單元可以顯示一 臺激光電源的相關信息，也可顯示兩臺激光電源的相關信息，并自動識別激光電源的數量， 顯示