高壓脈沖電源設(shè)計(jì)創(chuàng)新滿足氦氖激光器發(fā)展需求

近年來,隨著氦氖激光器在工業(yè)制造領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,對激光器的小型化、高穩(wěn)定性、高可靠性等方面的需求日益增加。而高壓脈沖電源作為氦氖激光器的關(guān)鍵部件,其性能直接影響著激光器的輸出功率、脈沖重復(fù)頻率、脈沖穩(wěn)定性等指標(biāo)。因此,高壓脈沖電源的設(shè)計(jì)創(chuàng)新,成為當(dāng)前滿足氦氖激光器發(fā)展需求的重要課題。

一直以來,傳統(tǒng)的高壓脈沖電源多采用 bricks 模塊疊加的設(shè)計(jì)方案。這種方案可靠性較高,但存在體積大、效率低的缺點(diǎn)。近年來,一些公司開始嘗試采用緊湊小型化的電路拓?fù)?實(shí)現(xiàn)電源的小型化和提高轉(zhuǎn)換效率。這主要包括多級拓?fù)洹⒅C振型拓?fù)洹⒐虘B(tài)開關(guān)元件等創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用。這些新型拓?fù)浯蠓葴p小了電源的體積,使其易于與激光腔體一體化;并且轉(zhuǎn)換效率可達(dá)80%以上,有效減少系統(tǒng)的熱負(fù)荷。

此外,數(shù)字化控制技術(shù)的應(yīng)用也成為電源設(shè)計(jì)的新方向。數(shù)字化控制可實(shí)現(xiàn)對電源各種參數(shù)的精準(zhǔn)調(diào)節(jié),從而優(yōu)化激光輸出性能。一些公司采用DSP或FPGA等數(shù)字模塊,實(shí)現(xiàn)對脈沖寬度、脈沖間隔時(shí)間等參數(shù)的編程控制,對脈沖形狀進(jìn)行“定制化”輸出。這不僅大大簡化了控制系統(tǒng)的復(fù)雜性,還使激光器的調(diào)節(jié)更加靈活。

新型固態(tài)開關(guān)器件例如SiC、GaN等,也為高壓脈沖電源的小型化提供了可能。這些器件具有更高的絕緣電壓、更低的導(dǎo)通損耗,能夠在更高頻率下穩(wěn)定工作。利用這些器件設(shè)計(jì)的脈沖電源單元體積更小,轉(zhuǎn)換效率更高,能夠滿足百萬赫茲量級重復(fù)頻率的氦氖激光器需求。

隨著高壓脈沖電源拓?fù)浜涂刂萍夹g(shù)的不斷進(jìn)步,預(yù)計(jì)未來的氦氖激光器將向更高平均功率、更高脈沖重復(fù)頻率的方向發(fā)展。產(chǎn)業(yè)界需要加快關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用,以適應(yīng)氦氖激光加工領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展。高科技雜志將持續(xù)關(guān)注該領(lǐng)域的最新進(jìn)展,以期為讀者呈現(xiàn)高壓電源與激光技術(shù)深度結(jié)合的產(chǎn)業(yè)動(dòng)態(tài)。