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光纤激光器功率控制系统设计

导读: 文中设计了应用于激光打标的功率控制系统,采用数字电位器方式使激光器的性能得到大幅提高,硬件电路设计结构简单、系统响应速度快,不需要额外器件,成本低廉、功能齐全、实用性强。

  随着激光器在切割、焊接、表面处理等广泛应用。文中设计了应用于激光打标的功率控制系统,采用数字电位器方式使激光器的性能得到大幅提高,硬件电路设计结构简单、系统响应速度快,不需要额外器件,成本低廉、功能齐全、实用性强。

  1、系统总体设计

  1.1、控制系统设计

  控制系统的基本原理框图如图1所示,主要由单片机MC9S12XDP512、开关电源PC0-6131、数字电位器DS1867、数字温度传感器DS18B20、LCD1602显示器、键盘和报警装置等组成。

  系统进行读写操作时,光纤激光器输出功率由单片机进行控制调节,提供所需要的激光功率,功率设定时,由单片机MC9S12XDP512对数字电位器DS1867输出电阻进行控制,以改变开关电源控制端的输入电压,使开关电源的输出电流改变,得到光纤激光器输出功率所需要的驱动电流,从而实现激光输出功率的变化。同时利用数字温度传感器对光纤激光器工作环境温度进行采集,利用单片机实现对温度数据的处理,当温度超出规定的40℃时,单片机会控制发光二级管进行温度报警,并利用LCD显示装置显示信息,用户可实时了解激光器的工作情况。

  1.2、控制原理

  激光器为电流型驱动器件,驱动电流是输出光功率的前提,通过改变激光器电源电流的大小来改变激光器的输出功率。系统控制激光器的输出功率的基本方法是:由单片机控制数字电位器DS1867的输出电阻,使开关电源控制端的电压改变,从而控制了开关电源的输出电流,改变光纤激光器功率的输出。

  数字电位器DS1867的输出电阻由式(1)计算

  R=D×RWL+RW       (1)

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