[发明专利]一种带触发预燃装置的脉冲氙灯电源系统及操作方法

说明书

本发明公开了一种带触发预燃装置的氙灯电源系统和电源系统操作方法，该系统采用了基于磁开关方式的触发预燃方案，该电源系统包括总控制器M1、直流电源支路、泄放保护支路、脉冲成形支路、触发预燃支路、放电开关管驱动支路、数据采集支路、氙灯负载X1；总控制器M1的输出端与直流电源支路、保护泄放支路、脉冲成形支路、触发预燃支路的各输入端相连接，总控制器M1的输入端与数据采集支路的输出端相连接，所述触发预燃支路用于根据触发信号提供预燃电流用以对氙灯的状态进行检测。本发明提供的技术方案可以延长氙灯寿命，减少电磁干扰，提高脉冲与脉冲之间的光学稳定性，同时能及时监测氙灯和系统的工作状态。

技术领域

本发明涉及脉冲功率技术和激光技术交叉领域，具体涉及一种带触发预燃装置的脉冲氙灯电源系统及操作方法，可应用于激光放大器。

背景技术

脉冲氙灯是一种通过脉冲放电形式将电能转换成辐射能的器件，储存在电容器上的能量可以在非常短的时间内通过氙灯灯管以气体放电的形式释放，同时在灯内建立高温等离子体，并产生高亮度的辐射。由于其具有负载能力强、激光光速质量好以及泵浦效率高等优点，常被广泛应用于固体激光器的泵浦源。

目前，国内外有关制作脉冲氙灯电源的方法主要有两种：一种是采用高压触发结合电容储能放电的技术方案；二是采用预电离结合电容器储能放电的技术方案。而这两类现有技术都存在相应的缺陷，其中，第一种方案在使用中脉冲氙灯存在易爆裂且寿命短、稳定性差、抗干扰性差等缺点；第二种方案的结构复杂，且脉冲与脉冲间光学输出的稳定性较差等缺点。

发明内容

为了克服现有技术中上述脉冲氙灯电源存在的缺陷,本发明提供一种带触发预燃装置的氙灯电源系统，该系统采用了基于磁开关方式的触发预燃方案，可以延长氙灯寿命，减少电磁干扰，提高脉冲与脉冲之间的光学稳定性，同时能及时监测氙灯和系统的工作状态。

本发明采用的技术方案如下：

一种带触发预燃装置的脉冲氙灯电源系统，该电源系统包括总控制器M1、直流电源支路、泄放保护支路、脉冲成形支路、触发预燃支路、数据采集支路、氙灯负载X1；总控制器M1的输出端与直流电源支路、保护泄放支路、脉冲成形支路、触发预燃支路的各输入端相连接，总控制器M1的输入端与数据采集支路的输出端相连接。

进一步的，所述直流电源支路用于根据控制信号产生直流充电电流；所述泄放保护支路用于对电路储能能量泄放的连通和中断进行控制；所述脉冲成形支路用于产生脉冲信号提供给系统负载；所述数据采集支路用于采集回路中的电流数据，并将采集的电流数据反馈至总控制器M1；所述触发预燃支路用于根据触发信号提供预燃电流用以对氙灯X1的状态进行检测。

进一步的，所述直流电流支路包括充电控制单元M2、直流充电机DC，充电控制单元M2与直流充电机DC的控制端相连，从而控制直流充电机DC的启停；

所述泄放保护支路包括泄放控制单元M3、泄放开关K1、泄放电阻R2，泄放控制单元M3与泄放开关K1的控制端相连接，通过泄放控制单元M3对泄放开关K1的开闭进行控制；所述数据采集支路包括数据采集单元M5、霍尔电流环I1、采样电阻，数据采集单元M5分别采集通过霍尔电流环I1的电流值和采样电阻上的电压值；

所述脉冲成形支路包括放电开关驱动单元M4、储能电容C1、放电开关管K2、调波电感L1、传输电缆T1；

所述触发预燃支路包括预燃单元M6、触发单元M7以及磁开关L2；所述预燃单元M6为用于提供直流电流的电路单元；所述触发单元M7为高压触发电路或高压触发单元，用于根据总控制器M1的触发信号产生一定脉宽、一定幅度的触发脉冲，并提供给磁开关L2的原边，使得磁开关L2的副边升压一定压值的高压脉冲。

进一步的，当泄放开关K1处于常闭状态时，泄放电阻R2、保护电阻R3、保护二极管D2相连接，并与储能电容C1构成泄放回路；