การจำแนกประเภทแหล่งจ่ายไฟเลเซอร์เลเซอร์ YAG และแอปพลิเคชัน

สาระสำคัญของกแหล่งจ่ายไฟการเชื่อมเลเซอร์ Yagเป็นระบบการแปลงและควบคุมพลังงานที่ซับซ้อน ภารกิจหลักของมันคือการให้พลังงานไฟฟ้าที่จำเป็นแก่แหล่งปั๊ม (หลอดซีนอนหรือหลอดไฟ Krypton) ดังนั้นจึงกระตุ้นผลึก ND: YAG เพื่อผลิตรังสีกระตุ้นและสร้างแสงเลเซอร์

หลักการทำงาน

1. กระบวนการแปลงพลังงาน:

การแก้ไขและการกรอง:ก่อนอื่นอุตสาหกรรม - ความถี่สลับกระแส (AC) จะถูกแปลงเป็นกระแสตรง (DC) ที่ราบรื่นผ่านสะพานวงจรเรียงกระแสและตัวเก็บประจุตัวกรอง
การผกผัน (กระบวนการหลัก):พลังงาน DC นี้ถูกแปลงเป็นคลื่นความถี่สูง - คลื่นความถี่ AC สี่เหลี่ยมตั้งแต่สิบถึงหลายร้อย kHz ผ่าน - บริดจ์หรือครึ่ง - บริดจ์บริดจ์อินเวอร์เตอร์และควบคุมโดย - นี่คือแกนกลางของเทคโนโลยีแหล่งจ่ายไฟการสลับที่ทันสมัยปรับปรุงประสิทธิภาพและลดขนาดอย่างมีนัยสำคัญ
การส่งเสริมและการชาร์จ:หลังจากได้รับการสนับสนุนโดยหม้อแปลงความถี่สูง - ความถี่สูง - พลังงาน AC ความถี่จะถูกแก้ไขเพื่อชาร์จธนาคารตัวเก็บประจุที่เก็บพลังงาน ตัวเก็บประจุเก็บพลังงานสุดท้ายสำหรับการสูบน้ำ
การปั๊มและการปล่อยเลเซอร์:เมื่อสัญญาณทริกเกอร์มาถึงพัลส์จุดระเบิดแรงดันไฟฟ้าสูง - พัลส์แรงดันไฟฟ้าพัลส์เป็นไอออนแรกที่หลอดปั๊ม (หลอดไฟซีนอน) เพื่อสร้างเส้นทาง พลังงานที่เก็บไว้ในตัวเก็บประจุที่เก็บพลังงานจะถูกปล่อยออกมาผ่านหลอดไฟในเวลาอันสั้นสร้างแฟลชที่รุนแรง (ไฟปั๊ม) สิ่งนี้ทำให้เกิดไอออนนีโอไดเมียมในคริสตัล YAG เพื่อผ่านการเปลี่ยนระดับพลังงาน หลังจากความผันผวนและการขยายในโพรงเรโซแนนท์, พัลส์เลเซอร์พลังงานสูง - สูงคือเอาต์พุต

2. พารามิเตอร์การควบคุมคีย์ของแหล่งจ่ายไฟ:

แรงดันไฟฟ้าชาร์จ/ปัจจุบัน:กำหนดปริมาณพลังงานที่เก็บไว้ในตัวเก็บประจุโดยตรง (e=1/2cu²) ดังนั้นจึงควบคุมพลังงานสูงสุดและพลังงานพัลส์เดี่ยว - พลังงานพัลส์ของเอาท์พุทเลเซอร์
ความกว้างพัลส์:หมายถึงระยะเวลาของการปล่อยแหล่งจ่ายไฟ (การสูบน้ำ) มันกำหนดเวลาที่พลังงานเลเซอร์ทำหน้าที่บนชิ้นงานซึ่งส่งผลโดยตรงต่อความลึกของการเจาะการเชื่อมความกว้างเชื่อมและความร้อน - ขนาดโซนที่ได้รับผลกระทบ พัลส์กว้างเหมาะสำหรับการเชื่อมเจาะลึกในขณะที่พัลส์แคบเหมาะสำหรับการตัดเฉือนที่ดี
อัตราการทำซ้ำ:หมายถึงจำนวนการส่งออกเลเซอร์พัลส์ต่อวินาที ความถี่สูงประสบความสำเร็จอย่างต่อเนื่องการเชื่อมตะเข็บราบรื่นและปรับปรุงประสิทธิภาพ ความถี่ต่ำใช้สำหรับการเชื่อมจุดต่อเนื่อง

หมวดหมู่หลัก

1. การจำแนกตามโหมดการทำงาน

①พัลส์เลเซอร์ซัพพลาย:
หลักการ:ทำงานในรูปแบบพัลส์ซ้ำ ๆ โดยแต่ละชีพจรชาร์จอย่างอิสระและปล่อยตัวเก็บประจุ พารามิเตอร์ (พลังงานความกว้างและความถี่) สามารถกำหนดค่าได้อย่างแม่นยำ
คุณสมบัติ:พลังงานทันทีสูง, พลังงานเฉลี่ยต่ำ, อินพุตความร้อนต่ำและความเสียหายทางความร้อนน้อยที่สุดกับวัสดุ พวกเขาเป็นคนทำงานเพื่อการตัดเฉือนที่แม่นยำ
หมวดหมู่ย่อย:พวกเขาสามารถแบ่งออกเป็นแหล่งจ่ายไฟเลเซอร์ที่เคี่ยว (ซึ่งต้องการแรงดันไฟฟ้าสูง - pre pre - ไอออนไนซ์เพื่อความเสถียรที่ดีขึ้น) และไม่ใช่ - แหล่งจ่ายไฟเลเซอร์ที่ทำให้การออกแบบง่ายขึ้น
②แหล่งจ่ายไฟเลเซอร์อย่างต่อเนื่อง:
หลักการ:ให้พลังงาน DC อย่างต่อเนื่องและเสถียรแก่แหล่งปั๊ม (โดยปกติจะเป็นหลอด Krypton เนื่องจากประสิทธิภาพการแปลงโฟโตอิเล็กทริกที่สูงขึ้น) ทำให้เกิดการส่งออกเลเซอร์อย่างต่อเนื่องและต่อเนื่อง
คุณสมบัติ:พลังงานเฉลี่ยสูงส่วนใหญ่ใช้สำหรับการเชื่อมลึก - การเจาะทะลุและการตัดความเร็วสูง - แต่มีผลกระทบทางความร้อนที่ค่อนข้างสำคัญ แกนกลางของการออกแบบแหล่งจ่ายไฟของพวกเขาอยู่ในความเสถียรในปัจจุบันและการควบคุมระลอกคลื่นสูงมาก

2. การจำแนกประเภทโดยวิธีการมอดูเลตและเทคโนโลยี

①แหล่งจ่ายไฟแบบอะนาล็อก (แหล่งจ่ายไฟ SCR แบบดั้งเดิม):
คุณสมบัติทางเทคนิค:ใช้ซิลิกอน - thyristors ควบคุม (SCR) เป็นองค์ประกอบการสลับหลักเพื่อแก้ไขและเฟส - โดยตรงควบคุมแหล่งจ่ายไฟ (50/60Hz) เพื่อชาร์จตัวเก็บประจุพลังงานขนาดใหญ่
ข้อดี:โครงสร้างวงจรที่เรียบง่ายเทคโนโลยีที่เป็นผู้ใหญ่ต้นทุนการผลิตต่ำและความต้านทานเกินพิกัดที่แข็งแกร่ง
ข้อเสีย:ขนาดใหญ่และใหญ่การใช้พลังงานสูงประสิทธิภาพต่ำ (โดยทั่วไป<40%), poor output stability (susceptible to grid fluctuations), narrow parameter adjustment range, long charging time resulting in limited repetition rate, and safety hazards due to direct connection to the grid (requiring water and electricity isolation).
②แหล่งจ่ายไฟสลับ (อินเวอร์เตอร์สูง - อินเวอร์เตอร์ความถี่):
คุณสมบัติทางเทคนิค:ใช้ IGBTS หรือ MOSFETS สูง - อุปกรณ์สลับความเร็ว แหล่งจ่ายไฟจะถูกแก้ไขเป็นครั้งแรกเป็น DC จากนั้นกลับไปที่ความถี่สูง - (เช่น 20 - 50kHz) ac หลังจากขั้นตอนแรงดันไฟฟ้า - ขึ้น/ลงผ่านหม้อแปลงความถี่สูง - เอาต์พุตที่แก้ไขแล้วจะทำได้ สิ่งนี้ประสบความสำเร็จในการควบคุมกระบวนการชาร์จที่แม่นยำและมีความถี่สูง

ข้อดี:ขนาดเล็กน้ำหนักเบาประสิทธิภาพสูง (มากกว่า 85%) การใช้พลังงานต่ำความเสถียรทางเอาท์พุทที่ยอดเยี่ยม (ไม่ได้รับผลกระทบจากความผันผวนของกริดพลังงาน) ช่วงการปรับพารามิเตอร์ที่กว้างความเร็วการตอบสนองที่รวดเร็วและการทำงานของอัตราการทำซ้ำสูง

ข้อเสีย:การออกแบบวงจรที่ซับซ้อนข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับส่วนประกอบและการออกแบบ EMC/EMI และค่าใช้จ่ายเริ่มต้นสูง อย่างไรก็ตามอุปกรณ์เหล่านี้ได้กลายเป็นกำลังตลาดที่โดดเด่น

3. การจำแนกตามลักษณะการทำงาน

①แหล่งกระแสคงที่:แหล่งจ่ายไฟพื้นฐานที่ใช้การควบคุมความคิดเห็นเพื่อรักษากระแสไฟปั๊มคงที่ซึ่งจะทำให้เอาต์พุตเลเซอร์เสถียรทางอ้อม

②แหล่งจ่ายไฟป้อนกลับพลังงานเชิงลบ:จุดเด่นของแหล่งจ่ายไฟสูง - แหล่งจ่ายไฟเหล่านี้ใช้ - ที่สร้างขึ้นใน PhotoDetector เพื่อตรวจสอบเอาต์พุตเลเซอร์จริงแบบเรียลไทม์และเปรียบเทียบกับค่าที่ตั้งไว้ หากการเบี่ยงเบนใด ๆ เกิดขึ้นระบบควบคุมจะปรับแรงดันไฟฟ้าชาร์จแบบไดนามิกเพื่อให้แน่ใจว่าพลังงานที่สอดคล้องกันสูงจากชีพจรเป็นชีพจร นี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการใช้งานที่ต้องการคุณภาพการเชื่อมที่สอดคล้องกันอย่างมากเช่นการบินและอวกาศและอุปกรณ์การแพทย์

สถานการณ์แอปพลิเคชันประเภทแหล่งจ่ายไฟที่แตกต่างกัน

1. แอพพลิเคชั่นแหล่งจ่ายไฟพัลส์แบบอะนาล็อก:

ส่วนใหญ่ใช้ในแอพพลิเคชั่นการประมวลผลฮาร์ดแวร์ทั่วไปที่คุณภาพการเชื่อมและประสิทธิภาพไม่สำคัญเช่นการเชื่อมเฉพาะของเครื่องมือทั่วไปเครื่องครัวอุปกรณ์ประตูและหน้าต่างและต่ำ - ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์สิ้นสุด ในแอปพลิเคชันเหล่านี้ค่าใช้จ่าย - ประสิทธิภาพและฟังก์ชั่นพื้นฐานเป็นข้อควรพิจารณาที่สำคัญยิ่ง

2. แอปพลิเคชันการสลับพัลส์พาวเวอร์ซัพพลาย:

นี่คือการทำงานที่แน่นอนของการผลิตที่แม่นยำและการประมวลผลสิ้นสุด - สูง การควบคุมพลังงานที่แม่นยำและความมั่นคงที่ไม่มีใครเทียบตรงตามข้อกำหนดกระบวนการที่ต้องการการตัด - อุตสาหกรรมขอบ

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ผู้บริโภค:การเชื่อมสปอตที่แม่นยำของโมดูลกล้องสมาร์ทโฟน (CCMS), การเชื่อมประเภท USB - c โล่อินเตอร์เฟสและการเชื่อมแท็บแบตเตอรี่ลิเธียมต้องการความร้อนน้อยที่สุด - โซนที่ได้รับผลกระทบ

อุปกรณ์การแพทย์:การปิดผนึก Hermetic และการเชื่อมเครื่องมือผ่าตัด (เช่นกรรไกรและแหนบ) ส่วนประกอบเอนโดสโคปและตัวเรือนเครื่องกระตุ้นหัวใจต้องการการปิดผนึกที่เชื่อถือได้และความเข้ากันได้ทางชีวภาพโดยไม่มีการปนเปื้อน

การบินและอวกาศ:การซ่อมแซมรูระบายความร้อนของฟิล์มในใบมีดกังหันเครื่องยนต์และเชื่อมส่วนประกอบเซ็นเซอร์ความไวสูงต่าง ๆ กระบวนการเหล่านี้เกี่ยวข้องกับวัสดุพิเศษ (เช่นโลหะผสมอุณหภูมิสูง -} และกระบวนการที่ซับซ้อนซึ่งต้องใช้กระบวนการเชื่อมที่เชื่อถือได้และทำซ้ำได้สูง

ยานยนต์:การเชื่อมของหัวฉีดเชื้อเพลิงเครื่องยนต์เซ็นเซอร์ต่าง ๆ (เซ็นเซอร์ออกซิเจนเซ็นเซอร์ความดัน) และบัสบาร์ในโมดูลพลังงานแบตเตอรี่พลังงานรถยนต์พลังงานใหม่ต้องการความแข็งแรงและการสั่นสะเทือนสูง

เครื่องประดับ:การเชื่อมที่แม่นยำของวัสดุที่สะท้อนแสงสูงเช่นทองคำและแพลตตินัมต้องการผลลัพธ์ที่น่าพึงพอใจอย่างสวยงาม

3. แอปพลิเคชันของแหล่งพลังงานเลเซอร์ต่อเนื่อง:

ส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตส่วนประกอบที่มีผนังหนา - ที่ต้องการการเชื่อมที่สูง - สูง

ยานยนต์:การเชื่อมของส่วนประกอบระบบส่งกำลังเช่นเกียร์เกียร์เพลาขับและคลัตช์

อุตสาหกรรมแม่พิมพ์และตาย:การซ่อมแซมและการเพิ่มประสิทธิภาพพื้นผิวของแม่พิมพ์ขนาดใหญ่

เครื่องจักรกลหนัก:การเชื่อมหนา - โครงสร้างเหล็กแผ่นและกระบอกสูบไฮดรอลิก

แหล่งจ่ายไฟเลเซอร์เลเซอร์ YAG เป็นมากกว่าเพียงแค่หน่วยจ่ายไฟอย่างง่าย มันเป็นระบบย่อยที่สำคัญที่กำหนดประสิทธิภาพการส่งออกเลเซอร์โดยตรงและคุณภาพการเชื่อม ในแง่ของวิวัฒนาการทางเทคโนโลยีสวิตช์ - ซัพพลายพัลส์พัลส์ที่ใช้เทคโนโลยีอินเวอร์เตอร์ความถี่สูง - ได้กลายเป็นกระแสหลักของตลาดเนื่องจากประสิทธิภาพโดยรวมที่เหนือกว่า

การเลือกแหล่งจ่ายไฟที่เหมาะสมนั้นต้องการความเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับหลักการทางเทคนิคและลักษณะการจำแนกประเภทรวมถึงการจับคู่ที่แม่นยำกับข้อกำหนดการใช้งานจริง (วัสดุกระบวนการและกำลังการผลิต) มองไปข้างหน้าด้วยการรวมเข้ากับความลึกของเทคโนโลยีดิจิตอลและอัจฉริยะใน - และการประยุกต์ใช้อุปกรณ์ใหม่การเชื่อมด้วยเลเซอร์ YAG จะยังคงพัฒนาไปสู่ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นขนาดที่น้อยลงสติปัญญาที่มากขึ้นและความมั่นคงและความน่าเชื่อถือที่มากขึ้น

ข้อมูลติดต่อ:

หากคุณมีความคิดใด ๆ อย่าลังเลที่จะพูดคุยกับเรา ไม่ว่าลูกค้าของเราจะอยู่ที่ไหนและข้อกำหนดของเราคืออะไรเราจะทำตามเป้าหมายของเราเพื่อให้ลูกค้ามีคุณภาพสูงราคาต่ำและบริการที่ดีที่สุด