اصل کار مدار کنترل توان لیزر پالس

بخش کنترل منبع تغذیه لیزر پالسی عمدتاً شامل منبع سیگنال، پردازش سیگنال و تنظیم تاخیر، تقویت توان پالس، کنترل ولتاژ ذخیره انرژی و مدارهای دیگر است. ساختار مدار اصلی منبع تغذیه لیزر پالسی که ما توسعه دادیم از فناوری سوئیچینگ رزونانسی استفاده می‌کند که می‌تواند با عبور جریان از صفر بسته شود و به طور موثری تلفات سوئیچینگ را کاهش داده و راندمان تبدیل را بهبود بخشد. با توجه به ترکیب مدار اصلی، مدار کنترل عمدتاً کنترل شارژ، کنترل تخلیه، زنجیره زمانی بین شارژ و تخلیه، کنترل تاخیر Q و سایر عملکردها را تکمیل می کند. برای جلوگیری از تداخل مدار اصلی با مدار کنترل، اقدامات جداسازی را بین مدار اصلی و رابط مدار کنترل اضافه کنید.

کنترل شارژ لیزر پالسی

مدار شارژ مدار اصلی از دو مدار تشکیل شده است. IGBT یک مدار نیمه پل است که از اجزای کلید اینورتر تشکیل شده است. اختلاف فاز دو سوئیچ به 180 درجه می رسد، بنابراین اختلاف فاز دو سیگنال کنترل نیز باید در 180 درجه تضمین شود. در چرخه اینورتر، هر سوئیچ اینورتر IGBT باید تکمیل شود تا به ترتیب جریان متناوب را منحرف و بسته کند. برای جلوگیری از عبور مدار نیم پل، زمان بین سیکل های پالس مجاور دو سیگنال کنترلی تنظیم می شود تا دو کلید اینورتر همزمان بسته شوند.

هنگامی که مدار کار می کند، دو عرض پالس را می توان تنظیم کرد، اختلاف فاز 180 درجه است و فرکانس سنتز دو سیگنال نوسان 22 کیلوهرتز است. هنگام شارژ، زنجیره شارژ و دشارژ و ترمینال کنترل توقف شارژ بالا است و به سیگنال کنترل شارژ اجازه می دهد از مدار گیت عبور کند و سپس کلید اینورتر مدار اصلی را از طریق مدار تقویت کننده پالس و ایزوله کنترل کند. هنگامی که خازن ذخیره انرژی مدار اصلی به ولتاژ از پیش تعیین شده شارژ می شود، ترمینال کنترل شارژ را به سطح پایین تغییر دهید، سیگنال کنترل شارژ را مسدود کنید و فرآیند شارژ را متوقف کنید. علاوه بر این، هنگام تخلیه، انتهای کنترل زنجیره شارژ-تخلیه، سیگنال کنترل شارژ مسدود کننده سطح پایین با عرض 1-2 میلی ثانیه تولید می کند تا از توقف به موقع شارژ در صورت تخلیه ناگهانی جلوگیری کند.

کنترل تخلیه منبع تغذیه لیزر پالسی

مدار دشارژ مدار اصلی توسط سیگنال کنترل دشارژ سوئیچ SCR کنترل می شود که با صفر شدن جریان دشارژ بسته می شود. ما چندین فرکانس تخلیه ثابت را به عنوان 1Hz، 5Hz، 10Hz، 20Hz و 40Hz تنظیم کردیم. علاوه بر این، عملکرد تخلیه تک دستی و کنترل کدگذاری ساعت خارجی را نیز دارد. دارای ویژگی های فرکانس تخلیه متنوع، تنظیم راحت و انعطاف پذیری است.

هنگامی که مدار کار می کند، نوسانگر یک پالس ساعت 2 مگاهرتز برای شمارش شمارنده تولید می کند. هنگامی که شمارش پایانی شمارنده برابر با عدد از پیش تعیین شده مقایسه‌گر عددی باشد، انتهای Q مقایسه‌کننده عددی سیگنال پالسی برابر با عرض پالس ساعت را خروجی می‌دهد. در همان زمان، سیگنال پالس شمارنده را دوباره تنظیم می کند و شمارنده را دوباره شروع به شمارش می کند. هنگامی که شمارش دوم شمارنده با عدد از پیش تعیین شده مقایسه کننده عددی برابر است، دو سیگنال پالس در انتهای Q مقایسه کننده عددی خروجی می شود. به این ترتیب یک سری پالس در خروجی مقایسه کننده عددی با عرض پهنای پالس ساعت (یعنی 250ns) و فرکانس F=2MHz* و عدد پیش تنظیم متقابل به دست می آید.

خطای تقسیم فرکانس به دست آمده با این روش ± 250 ثانیه دقت بالایی دارد. از آنجایی که مدارهای بعدی در حالت تریگر لبه هستند، نیاز خاصی برای تغییر عرض پالس وجود ندارد، بنابراین کل دقت تخلیه ± 250 ثانیه است. پس از تقسیم فرکانس بیشتر، شکل‌دهی، تقویت پالس و جداسازی سیگنال پالس، سوئیچ تخلیه SCR فعال می‌شود و سیگنال کنترل زنجیره شارژ-تخلیه و سیگنال هماهنگ‌سازی تنظیم تاخیر Q به دست می‌آید.