一種用于激光器的射頻電源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電子領(lǐng)域，尤其涉及一種射頻電源系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]氣體激光器，特別是二氧化碳?xì)怏w激光器都是運(yùn)用射頻電源對(duì)激光諧振腔內(nèi)的氣體放電產(chǎn)生激光。射頻電源在其中的作用是產(chǎn)生高頻率的激勵(lì)電壓，對(duì)比使用直流高壓電源的二氧化碳激光器，使用射頻電源的激光器壽命是使用直流高壓電源的二氧化碳激光器的很多倍，一般使用直流高壓電源的激光器只能使用2年左右，而使用射頻的激光器能壽命一般10年以上。而射頻激光器中的氣體是有損耗的，用幾年后就需要重新充一次氣體，現(xiàn)有的射頻電源大多在氣體壽命結(jié)束后容易損壞，工作不夠穩(wěn)定可靠，而且體積都比較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述所述現(xiàn)有射頻電源所存在的問(wèn)題與不足之處，本發(fā)明的目的是提供一款穩(wěn)定性高與體積小的射頻電源系統(tǒng)。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于激光器的射頻電源，包括:單片機(jī)控制模塊1、前級(jí)信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊2、前級(jí)微帶分配電路3、功率放大模塊4、微帶功率合成電路5、功率信號(hào)檢測(cè)模塊6、射頻輸出模塊7、直流電壓輸入模塊8，其中，單片機(jī)控制模塊1給出PWM信號(hào)與功率控制信號(hào)到前級(jí)信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊2，所述前級(jí)信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊2根據(jù)所述單片機(jī)給出的PWM信號(hào)與功率控制信號(hào)輸出對(duì)應(yīng)大小的射頻信號(hào)，所述射頻信號(hào)輸入到前級(jí)微帶分配電路3的輸入端，所述前級(jí)微帶分配電路3將所述射頻信號(hào)一分為三輸出到功率放大模塊4，所述功率放大模塊4將所述射頻信號(hào)放大后分為三路輸出到微帶功率合成電路5的三個(gè)輸入端，所述微帶功率合成電路5再將三路信號(hào)合成為一路輸出到射頻輸出模塊7，其中功率放大模塊4是由直流電壓輸入模塊8供給電能，功率信號(hào)檢測(cè)模塊6通過(guò)微帶耦合的方式從微帶功率合成電路5的輸出拾取信號(hào)，將檢測(cè)到的信號(hào)輸入至單片機(jī)控制模塊1。
[0005]優(yōu)選的，單片機(jī)控制模塊1包括8個(gè)分電路模塊，其中單片機(jī)控制電路9起控制作用，Can通訊電路10起到通訊接口的作用，檢測(cè)電路包括檢測(cè)電源的電壓檢測(cè)電路11，PWM檢測(cè)電路12，功率檢測(cè)電路13，溫度檢測(cè)電路14，濕度檢測(cè)電路16，上述各檢測(cè)電路將檢測(cè)到的信號(hào)輸出到單片機(jī)的10端口。
[0006]優(yōu)選的，前級(jí)信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊2包括一個(gè)有源晶振，用來(lái)輸出穩(wěn)定的射頻信號(hào)，所述射頻信號(hào)連接到高頻電子開(kāi)關(guān)U4的輸入端，高頻電子開(kāi)關(guān)U5的輸入端接高頻電子開(kāi)關(guān)U4的輸出端，PWM控制信號(hào)被輸入到高頻電子開(kāi)關(guān)U4與U5的控制引腳，U5的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)低通濾波電路輸出到集成放大模塊J5的輸入端，集成放大模塊將射頻信號(hào)放大并輸出，功率控制信號(hào)經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大電路放大后，輸出到集成放大模塊J5，集成放大模塊J5根據(jù)放大后的功率控制信號(hào)的大小輸出對(duì)應(yīng)的射頻信號(hào)。
[0007]優(yōu)選的，功率放大模塊4包括輸入信號(hào)阻抗匹配電路，射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)輸入信號(hào)阻抗匹配電路后輸出到由晶體管Ql、Q2構(gòu)成的LDM0S放大器，射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)放大后輸出到阻抗變換器，將阻抗變換后的兩路信號(hào)輸出到非平衡平衡轉(zhuǎn)化器T4，兩路非平衡信號(hào)轉(zhuǎn)換為一路信號(hào)后輸出。
[0008]優(yōu)選的，前級(jí)信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊2輸出的射頻信號(hào)輸入到前級(jí)微帶分配電路3的輸入端，前級(jí)微帶分配電路3包括精確計(jì)算長(zhǎng)度的覆銅線與3個(gè)微波平衡電阻，信號(hào)進(jìn)入電路輸入端后一分為三個(gè)一樣大小的信號(hào)輸出。
[0009]優(yōu)選的，功率放大模塊4放大出來(lái)的信號(hào)輸入到微帶功率合成電路5的3個(gè)輸入端，所述微帶功率合成電路是由3個(gè)微帶合成覆銅線路與3個(gè)合成平衡電阻組成，微帶合成覆銅線路是由1段經(jīng)過(guò)精確計(jì)算的覆銅線制成，信號(hào)在輸出處合成為一路信號(hào)。
[0010]優(yōu)選的，功率信號(hào)檢測(cè)模塊6，通過(guò)微帶感應(yīng)器從射頻輸出線路上拾取正向與反向兩個(gè)射頻信號(hào)，并轉(zhuǎn)化為直流信號(hào)輸出給到功率檢測(cè)電路13，所述微帶拾取器由一段寬是2mm長(zhǎng)是40mm的覆銅線構(gòu)成，當(dāng)射頻輸出線路上有射頻電流流過(guò)的時(shí)候，微帶拾取器的一段便能產(chǎn)生直流電壓，輸入經(jīng)過(guò)檢波二極管后輸出到電容濾波再經(jīng)過(guò)一個(gè)電阻分壓，最后才輸出。
[0011]優(yōu)選的，所述有源晶振是81.36MHz的有源晶振，所述低通濾波電路包括電容C18、C19、C20和電感L1、L2，所述運(yùn)算放大電路包括放大器U6A與外圍電阻電容。
[0012]優(yōu)選的，所述輸入信號(hào)阻抗匹配電路包括電感L3、電容C1與阻抗變換器T1。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:進(jìn)口高抗駐波比的晶體管與完善的控制檢測(cè)電路保證了系統(tǒng)更穩(wěn)定可靠，當(dāng)激光器氣體老化后也能很好地保護(hù)電源不會(huì)損壞。系統(tǒng)采用了模塊化的驅(qū)動(dòng)電路，微帶分配電路與微帶合成電路等技術(shù)使得整個(gè)系統(tǒng)的尺寸大大縮小。
【附圖說(shuō)明】
:
[0014]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)連接示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明的單片機(jī)控制模塊內(nèi)部功能電路示意圖；
[0016]圖3為前級(jí)信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊電路圖；
[0017]圖4為功率放大模塊電路圖。
【具體實(shí)施方式】
:
[0018]下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明書(shū)，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0019]參考圖1，單片機(jī)控制模塊1給出PffM信號(hào)與功率控制信號(hào)到前級(jí)信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊2，所述前級(jí)信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊2根據(jù)所述單片機(jī)給出的PWM信號(hào)與功率控制信號(hào)輸出對(duì)應(yīng)大小的射頻信號(hào)，所述射頻信號(hào)輸入到前級(jí)微帶分配電路3的輸入端，所述前級(jí)微帶分配電路3將所述射頻信號(hào)一分為三輸出到功率放大模塊4，所述功率放大模塊4將所述射頻信號(hào)放大后分為三路輸出到微帶功率合成電路5的三個(gè)輸入端，所述微帶功率合成電路5再將所述的三路信號(hào)合成為一路輸出到射頻輸出模塊7，其中功率放大模塊4是由直流電壓輸入模塊8供給電能，功率信號(hào)檢測(cè)模塊6通過(guò)微帶耦合的方式從微帶功率合成電路5的輸出拾取信號(hào)，將檢測(cè)到的信號(hào)輸入至單片機(jī)控制模塊1。
[0020]參考圖2，單片機(jī)控制模塊1包括8個(gè)分電路模塊，其中單片機(jī)控制電路9起控制作用，Can通訊電路10起到通訊接口的作用，檢測(cè)電路包括檢測(cè)電源的電壓檢測(cè)電路11，PWM檢測(cè)電路12，功率檢測(cè)電路13，溫度檢測(cè)電路14，濕度檢測(cè)電路16，上述各檢測(cè)電路將檢測(cè)到的信號(hào)輸出到單片機(jī)的10端口，單片機(jī)再根據(jù)這些信號(hào)對(duì)電源進(jìn)行控制。
[0021]參考圖3，圖中Y2為一個(gè)81.36MHz的有源晶振，主要作用是輸出穩(wěn)定的射頻功率信號(hào)，所述射頻功率信號(hào)連接到高頻電子開(kāi)關(guān)U4的輸入端6腳，所示模塊J6輸出PWM控制信號(hào)，U4與U5為同一型號(hào)的高頻電子開(kāi)關(guān)并為串聯(lián)關(guān)系，PWM控制信號(hào)連接到U4與U5的控制引腳1，當(dāng)U4與U5的1腳為低電平的時(shí)候允許Y2的射頻功率信號(hào)通過(guò)U5的引腳5輸出，當(dāng)U4與U5的1腳為高電平時(shí)則信號(hào)被截止。U5