[实用新型]一种MOS开关型固体激光泵浦灯预燃电源

说明书

本实用新型属于固体激光电源技术领域。

固体激光泵浦灯预燃电源经常用于连续输出或重复率脉冲输出的固体激光器中。预燃电源提供了维持泵浦灯辉光放电的小电流，是延长泵浦灯工作寿命的必要手段。

图1是一种常用的预燃电源原理图。

图1中，（1）是预燃工频升压变压器，（2）是整流桥，（3）是滤波电容，（4）是限流电阻，（5）是激光泵浦灯，（6）是触发电路，（7）是触发丝，C是输出电压的正端，D是输出电压的负端。

图1中，从电网获得的输入电压经工频变压器（1）升压，整流桥（2）整流，滤波电容（3）滤波，限流电阻（4）限流后，在C点和D点之间获得预燃电压输出。激光泵浦灯（5）连接在C点和D点之间。触发电路（6）产生的高压触发脉冲通过触发丝（7）将泵浦灯触发时，原先在C和D两端开路状态下所加的直流高压经灯内部的电离气体放电，迅速使灯进入辉光放电状态。由于限流电阻（4）的限流作用，在灯上可获得稳定的低电压，小电流放电。

这种工作方式的电路主要有以下缺点：

1、由于升压采用工频变压器，滤波电容在工频情况下也须运用大容量的高压电容，势必造成工频变压器和高压滤波电容的体积增大。

2、由于采用限流电阻降压方式，限流电阻（4）上势必有较大的功率耗散。使得长时间工作发热严重，加大了激光电源整机的散热负荷。

3、由于变压器（1）升压后获得的电压不可调，对于不同形式的泵浦灯对电压的要求，只能通过更换限流电阻（4）来实现。给使用带来不便。

4、整个电源体积大、重量大、成本高。不利于激光电源整机的小型化设计。

本实用新型的目的是，针对常用预燃电路的上述缺点，采用一种电路，这种电路具有如下功能：

1、去掉体积庞大的工频变压器及降低高压滤波电容的容量和体积。

2、大幅度降低限流电阻上消耗的功率，减少电路元件的发热，以减少长时间工作时散热的负荷。

3、自动提供负载开路状态下的着火电压V_c和预燃状态下的维持电压V_f，并可通过控制电路的调节方便的实现改变V_f，以适应不同种类的泵浦灯对工作电压的要求。

4、减少预燃电路的体积、重量、成本。以利于激光电源整机的小型化设计。

图2是本实用新型的电原理图。

图2中，（8）是整流桥，（9）和（10）是滤波兼分压电容，（11）是谐振电感，（12）是谐振电容，（13）是高频升压变压器，（14）和（15）是VMOS高频开关管，（16）是高频整流桥，（17）是高频滤波电容，（18）是限流电阻，（19）是脉宽调制控制芯片TL494，（20）是时间常数电容，（21）是时间常数电阻，（22）是脉宽调节电阻，（23）和（25）是栅极驱动脉冲变压器，（24）和（26）是负压吸收二极管，G₁和G₂分别是上下回路VMOS开关管（14）和（15）的两个输入端。

本实用新型由主回路和控制回路组成。

所说的主回路的元件和连接方式是，单相工频输入由整流桥（8）整流后，被滤波兼分压电容（9）和（10）分压成二等分直流电压。主回路的上回路由分压电容（9），谐振电感（11），谐振电容（12），高频变压器（13），高速开关管（14）串联而成。主回路的下回路由分压电容（10），谐振电感（11），谐振电容（12），高频变压器（13），高速开关管（15）串联而成。所说的高频开关管（14）和（15）采用小功耗的VMOS管。主回路工作时上回路的VMOS管（14）和下回路的VMOS管（15）交替导通，在高频变压器（13）的次级获得高频交流脉冲电压和电流，后经高频整流桥（16）整流，高频滤波电容（17）滤波，限流电阻（18）限流，在A点和B点之间产生所需的预燃电压和电流。所说的A点是预燃电压的正端，所说的B点是预燃电压的负端，激光器泵浦灯接在A端和B端之间。

所说的控制回路的元器件和连接方式是，脉宽调制控制芯片TL494（19）控制信号的产生和驱动。时间常数电容（20）接TL494的第五脚，时间常数电阻（21）接TL494的第六脚，电容（20）和电阻（21）是决定时间常数RC的元件。脉宽调节可调电阻（22）接TL494的第四脚。TL494的第八脚和第九脚输出一路驱动信号，由脉冲变压器（23）耦合，驱动上回路的VMOS管（14）。TL494的第十脚和第十一脚输出一路驱动信号，由脉冲变压器（25）耦合，驱动下回路的VMOS管（15）。