مبدأ عمل دائرة التحكم في طاقة الليزر النبضي

يتكون جزء التحكم في مصدر طاقة الليزر النبضي بشكل أساسي من مصدر الإشارة ومعالجة الإشارات وتنظيم التأخير وتضخيم طاقة النبض والتحكم في جهد تخزين الطاقة والدوائر الأخرى. يعتمد هيكل الدائرة الرئيسية لمصدر طاقة الليزر النبضي الذي طورناه على تقنية تبديل الرنين ، والتي يمكن إغلاقها عندما يمر التيار صفرًا ، مما يقلل بشكل فعال من فقدان التبديل ويحسن كفاءة التحويل. وفقًا لتكوين الدائرة الرئيسية ، تكمل دائرة التحكم بشكل أساسي التحكم في الشحن والتحكم في التفريغ وسلسلة الوقت بين الشحن والتفريغ والتحكم في تأخير Q ووظائف أخرى. أضف تدابير عزل بين الدائرة الرئيسية وواجهة دائرة التحكم لمنع الدائرة الرئيسية من التداخل مع دائرة التحكم.

التحكم في شحن طاقة الليزر النبضي

تتكون دائرة الشحن للدائرة الرئيسية من دائرتين. IGBT عبارة عن دائرة نصف جسر تتكون من مكونات تبديل عاكس. يصل فرق الطور للمفتاحين إلى 180 درجة ، لذلك يجب أيضًا ضمان اختلاف الطور لإشارات التحكم عند 180 درجة. في دورة العاكس ، يجب إكمال كل مفتاح عاكس IGBT لتحويل وإغلاق التيار المتقطع على التوالي. من أجل منع دائرة نصف الجسر من المرور ، يتم ضبط الوقت بين دورات النبض المتجاورة لإشارات التحكم بحيث يتم إغلاق مفتاحي العاكس في نفس الوقت.

عندما تعمل الدائرة ، يمكن ضبط عرضي النبضة ، ويكون فرق الطور 180 درجة ، وتردد التوليف لإشارات التذبذب هو 22 كيلو هرتز. عند الشحن ، تكون سلسلة الشحن والتفريغ ومحطة التحكم في إيقاف الشحن عالية ، مما يسمح لإشارة التحكم في الشحن بالمرور عبر دائرة البوابة ، ثم التحكم في مفتاح العاكس للدائرة الرئيسية من خلال دائرة تضخيم وعزل النبض. عندما يتم شحن مكثف تخزين الطاقة في الدائرة الرئيسية إلى الجهد المحدد مسبقًا ، قم بتغيير محطة التحكم في الشحن إلى مستوى منخفض ، وقم بحظر إشارة التحكم في الشحن ، وإيقاف عملية الشحن. بالإضافة إلى ذلك ، عند التفريغ ، فإن نهاية التحكم في سلسلة تفريغ الشحن ستولد إشارة التحكم في الشحن منخفضة المستوى بعرض 1-2 مللي ثانية لمنع إيقاف الشحن في الوقت المناسب في حالة التفريغ المفاجئ.

التحكم في تفريغ مصدر طاقة الليزر النبضي

يتم التحكم في دائرة التفريغ للدائرة الرئيسية بواسطة إشارة التحكم في تفريغ مفتاح SCR ، والتي تغلق عندما يصل تيار التفريغ إلى الصفر. قمنا بتعيين عدة ترددات تفريغ ثابتة مثل 1 هرتز و 5 هرتز و 10 هرتز و 20 هرتز و 40 هرتز. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يحتوي أيضًا على وظيفة التفريغ اليدوي الفردي والتحكم في ترميز الساعة الخارجية. تتميز بخصائص تردد التفريغ المتنوع ، التعديل المريح والمرونة.

عندما تعمل الدائرة ، يولد المذبذب نبضة على مدار الساعة تبلغ 2 ميجاهرتز حتى يقوم العداد بالعد. عندما يكون العد النهائي للعداد مساويًا للرقم المحدد مسبقًا للمقارن العددي ، فإن نهاية Q للمقارن العددي تنتج إشارة نبضية مساوية لعرض نبضة الساعة. في نفس الوقت ، تقوم إشارة النبض بإعادة ضبط العداد وتجعل العداد يبدأ في العد مرة أخرى. عندما يكون العد الثاني للعداد مساويًا للرقم المحدد مسبقًا للمقارن العددي ، يتم إخراج إشارتين من النبض في نهاية Q للمقارن العددي. بهذه الطريقة ، يتم الحصول على سلسلة من النبضات عند خرج المقارنة العددية مع عرض عرض نبضة الساعة (أي 250 نانو ثانية) وتردد F = 2 ميجاهرتز * والرقم المتبادل المضبوط مسبقًا.

خطأ تقسيم التردد الناتج عن هذه الطريقة هو ± 250ns بدقة عالية. نظرًا لأن الدوائر اللاحقة في وضع تشغيل الحافة ، فلا توجد متطلبات خاصة لتغيير عرض النبضة ، وبالتالي فإن دقة التفريغ الكاملة هي ± 250 نانوثانية. بعد مزيد من تقسيم التردد ، والتشكيل ، وتضخيم النبض وعزل إشارة النبض ، يتم تشغيل مفتاح التفريغ SCR ، ويتم الحصول على إشارة التحكم في سلسلة الشحن والتفريغ وإشارة مزامنة ضبط تأخير Q.