论文摘要
大功率射频板条CO2激光器包括板条电极结构、光腔结构、射频电源和控制系统等几大核心关键技术,本文主要针对大功率射频激励电源,研究电源控制检测系统,为激光器稳定可靠运行设计相关电路和软件。论文主要研究工作如下:⑴分析10KW它激式射频电源的工作原理和系统电路结构、控制方式和控制流程。射频电源包括射频信号发生器、300W功率前置放大、电子管末级放大电路和定向耦合器,工作频率为95.6MHz,占空比从10%90%连续可调,最大输出功率10kW,用于驱动1kW射频板条激光器。⑵设计DSP射频电源控制系统。以TMS320DSP2407为核心,利用光耦TPL521输入和输出的隔离,采用MAX430运算放大器把外部输入模拟采样信号转换为DSP可以接收处理的信号,采用CPLD进行I/O口扩展,选用SST39VF400和CY7C1021V进行存储器扩展。⑶以软件CCS作为开发平台,完成开关机的流程控制,自锁互锁保护,错误报警输出和状态显示输出的程序编写。其中开机流程控制包括三种开机方式即内控手动、内控自动、外控自动开,以满足不同场合下的开机要求。实现了对按键开关量如开机信号、开冷却信号、开灯丝信号、开光闸信号、开高压等信号的检测,以及状态开关量如缺相、风压、水压、灯丝电压、灯丝电流、栅极电压、栅极电流等信号的检测,对屏压电压和屏压电流等模拟信号采样。本文研究工作对于发展高功率、高光束质量CO2气体激光器,保证激光器稳定可靠运行提供了理论基础和设计依据。