[其他]小型氦氖激光电源

说明书

本发明涉及氦氖激光器及点燃高压直流气体放电管的供电电源，特别是一种由交流电供电点燃氦氖激光管的氦氖激光电源。

目前国内外常见的氦氖激光电源主要有：

1、将交流电用电源变压器降至一定的电压，然后整流、滤波稳压得到一个稳定的低压直流电，再用推挽变换器升压、倍压整流得到直流高压。该电路复杂，元件多，成本高;由于使用了电源变压器与低压大电流的直流稳压器，重量与体积都很大;高压电压较低，起辉较慢，有时还要调节后才能起辉;负载短路时很容易烧坏电路中元件。

2、将交流电直接（或者电源变压器升压后）多次倍压整流得到直流高压，电流由串接电阻调节。这种电路当电网电压波动时电流变化较大，有的电路在负载上串接多只高耐压晶体管组成恒流电路，虽可稳定氦氖管工作电流，但是，一旦负载短路将立刻烧毁;当电网电压降低时，起辉困难;成本虽可低一些，但由于倍压次数太多，当用国内一般元件生产时，体积仍然较大。

据此，现有技术的氦氖激光电源存在下列几个问题：1、目前国内的氦氖激光电源、体积、重量都较大，成本也高;2、国外的小型氦氖激光电源虽体积、重量较小，但对元件要求很高，目前国内水平尚不能生产，且售价高;3、目前国内许多地区电网电压不够稳定，这样国内外的一般产品如不外加交流稳压器就不能正常工作或容易损坏。

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种体积小，重量轻，成本低，并能在很大的供电电压范围内保持电流恒定的小型氦氖激光电源。

本发明的激光电源是一种由交流电供电点燃氦氖激光管的氦氖激光电源，其特征是由单管高输入电压（100V以上）直流变换器和可控硅控制电路所组成。

本发明的激光电源，与目前国内的一般产品相比，在体积和重量上约小一个数量级，仅比一节一号干电池略大一点;重量轻，只有一百多克;成本低，电路部分元件全部费用约人民币贰拾元。在保证与提高性能的基础上成倍地降低了成本;允许电压的范围宽，可适应我国一般地区的电网情况;同时，有较好的短路特性，当负载短路时，变换器停振，整机工作电流很小，几乎没有温升;电路中所有元件国内都能生产，只要逆程变压器的参数一定，R₁₀与W₁的阻值就可以基本确定，生产过程中一般不需要调整，这给批量生产创造了有利条件。

本发明激光电源与现有技术对比，详见附表1（以2MW氦氖激光电源为例。2MW氦氖激光管起辉电压5.5KV，最佳工作电流4.5MA，允许工作电流4～5MA）。

本发明的解决方案，可进一步用如下实施例和附图说明。

附图是本发明激光电源的电路原理图。

应用实例参数见附表2。

该电路采用220V交流电，直接经桥式整流、滤波后得到的直流电压供给直流单管变换器。直流单管变换器工作在逆程状态，得到的直流高压经防自激电阻R₁₁点燃氦氖激光管。氦氖激光管的工作电流经W₁得到的电压与D₆的限幅电压相比较后控制双基二极管T₃的输出脉冲相位，改变双向可控硅的导通角，从而改变单管变换器的输入电压，达到稳定氦氖激光管工作电流的目的。

直流单管变换器由大功率晶体管T₁在发射极回路与反馈回路各串一只电阻R₃、R₄（以提高稳定性与效率）和逆程变压器T_P1以及高压整流管D₅组成。电路工作在逆程供电状态，当T₁导通时，D₅不导通，这时电能以磁能的形式在逆程变压器中储存起来，T₁截止时，D₅导通给C₅充电，得到直流高压。该电压的负载特性有两个特点：1、空载电压很高，其电压由分布电容与C₇决定。2、正常工作时电流较稳定（与其他形式的直流变换器比较）。这两个特点正好与气体放电管对输入电源的要求一致，因此可以得到好的起辉特性与工作时的稳定性。

偏流电阻R₂取值较大，当负载短路时，变换器停振，T₁电流很小（2～3MA以下），所以有很好的负载短路保护特性，长时间负载短路也不会损坏任何元件。