Высоковольтные блоки питания для лазерной трубки CO2

Что такое блок питания лазерной трубки

Блок питания для лазерной трубки CO2, его также называют высоковольтным блоком или блоком розжига, отвечает за то, чтобы трубка зажглась и работала с заданной мощностью. Он получает команды от контроллера станка и превращает сетевые 220 В в высокое напряжение для газового разряда в трубке. От исправности и правильного подбора блока зависят стабильность реза и гравировки, а также срок службы трубки.

Как работает блок питания лазерной трубки

Лазерная трубка CO2 газоразрядная: излучение возникает, когда через газовую смесь внутри неё проходит электрический разряд. Чтобы разряд зажёгся, на трубку нужно подать напряжение в десятки киловольт; например, у блока HY-DY13 максимальное выходное напряжение 40 кВ постоянного тока. После розжига напряжение на трубке снижается, и блок работает как источник стабильного тока. Ток разряда измеряется в миллиамперах, и именно от него зависит мощность луча.

Внутри блока сетевое напряжение выпрямляется, преобразуется на высокой частоте, повышается высоковольтным трансформатором и умножителем и подаётся на анод трубки. Цепь обратной связи меряет ток в возвратном проводе катода и держит его на заданном уровне. Поэтому при прогреве трубки и колебаниях сети ток остаётся тем, который задал контроллер.

Клеммы управления

Контроллер станка передаёт блоку два основных сигнала: включение лазера и уровень мощности. Ещё один вход отвечает за защиту: если от датчика протока воды нет сигнала, блок не запускает лазер. Назначение клемм у разных производителей одинаковое, отличаются обозначения.

Вход P (WP) разрешает работу, когда его замыкает на G контакт датчика протока воды. Лазер включается сигналом на H или L: контроллеры с выходом «открытый коллектор» подключают к L, он срабатывает при замыкании на G. Мощность задаёт напряжение на IN: 0 В соответствует нулевому току, 5 В максимальному току блока. Если контроллера мощности нет, на IN подают напряжение с движка потенциометра, включённого между 5V и G. Блоки с дисплеем и разъёмом RJ45 позволяют вынести индикацию тока и регулятор на переднюю панель станка.

Как подобрать блок питания по трубке

• Мощность. Блок подбирают под мощность трубки. Производитель указывает, для трубки какой мощности предназначен блок, и на эту цифру ориентируются в первую очередь.
• Ток трубки. В паспорте трубки указаны рабочий и максимальный ток. Блок должен обеспечивать этот ток с запасом, а при настройке станка ток не должен превышать допустимый для трубки. Постоянная работа на максимальном токе сокращает срок службы трубки.
• Напряжение розжига. Чем длиннее и мощнее трубка, тем более высокое напряжение нужно для её розжига. Слабый блок будет зажигать трубку нестабильно или работать на пределе и перегреваться.
• Блок с запасом по мощности. Более мощный блок можно поставить на трубку меньшей мощности, только если ограничить ток до допустимого для трубки значения. Пример: у MYJG150W максимальный выходной ток 38 мА. Если в паспорте трубки максимальный ток 28 мА, предел мощности в контроллере выставляют по миллиамперметру так, чтобы при 100% задания ток не превышал 28 мА. Без такого ограничения трубка быстро деградирует.
• Сетевое питание. Для работы от бытовой сети нужен блок на 220 В, 50/60 Гц. Встречаются модели на 110 В, они без преобразователя не подойдут.
• Совместимость с контроллером. Блоки со стандартным набором сигналов работают с большинством распространённых контроллеров. При замене сравните маркировку клемм нового и старого блока и способ управления мощностью.
• Дисплей и выносная панель. Блоки с дисплеем показывают фактический ток в миллиамперах, поэтому оператору проще следить, чтобы ток не выходил за допустимые пределы. У некоторых моделей дисплей или регулятор мощности подключается отдельно через разъём RJ45.
• Габариты и крепление. Проверьте, что новый блок помещается в отсек электроники, совпадает по креплению и вокруг него остаётся место для вентиляции.

Подключение и безопасность

• Любые работы с блоком проводите только при отключённом от сети станке. Высоковольтная часть может сохранять заряд и после отключения, поэтому перед тем как касаться выводов, дождитесь разряда и замкните высоковольтный вывод на заземление изолированным проводом.
• Обязательно заземлите корпус блока и станка отдельным защитным проводом. Без заземления возможны пробои, сбои контроллера и поражение током.
• Высоковольтный провод блока подключается к аноду трубки (+), обратный провод к катоду (минус), через миллиамперметр, если он установлен.
• Используйте провод, рассчитанный на высокое напряжение, например на 40 кВ. Соединение с выводом трубки надёжно закрепите и изолируйте силиконовым герметиком и термоусадкой. Если кабель нужно удлинить или сделать разъёмным, ставят высоковольтный разъём на то же напряжение, а не скрутку.
• Прокладывайте высоковольтный провод как можно короче и дальше от металлических частей рамы, сигнальных кабелей и двигателей.
• Подключите датчик протока воды ко входу защиты и никогда не отключайте эту защиту: без охлаждения трубка быстро перегревается и выходит из строя.
• Сетевой фильтр электромагнитных помех на входе питания снижает помехи от сети и защищает электронику станка. Сторону LINE фильтра подключают к сети, сторону LOAD к блоку, корпус фильтра заземляют.
• Не закрывайте вентиляционные отверстия блока, следите за работой его вентилятора и берегите блок от пыли и влаги.

Первое включение и настройка тока

• После подключения проверьте, что вода циркулирует, а заземление и все разъёмы на месте.
• Начните с малой мощности и короткого импульса кнопкой TEST, затем постепенно повышайте мощность, следя за током по дисплею блока или миллиамперметру.
• Ограничьте максимальную мощность в настройках контроллера так, чтобы ток не превышал допустимый для вашей трубки.

Типичные ошибки

• Вход защиты P замкнут перемычкой на G без датчика протока: при остановке насоса трубка перегревается.
• Новый блок большей мощности поставлен на старую трубку без ограничения тока.
• Высоковольтный провод проложен вдоль рамы и в одном жгуте с сигнальными кабелями: пробои на раму и сбои контроллера.
• Сигнал включения подан на H, а контроллер выдаёт активный низкий уровень: лазер включается, когда должен быть выключен.
• Возвратный провод катода не подключён к блоку: обратная связь по току не работает.

Признаки неисправности блока питания

• Трубка не зажигается, хотя контроллер подаёт команду, а охлаждение и защита в порядке.
• Ток плавает, луч прерывается или мощность падает при тех же настройках.
• Слышен треск, видны искры или пробои в районе блока или высоковольтного провода.
• Лазер включается самопроизвольно или не выключается по команде контроллера.
• Сгорает предохранитель, не вращается вентилятор, появляется запах гари.

Похожие симптомы дают износ трубки, повреждённый высоковольтный провод и плохое заземление, поэтому перед заменой блока проверьте и их. Ремонт высоковольтной части доверяют специалисту: напряжение на выходе блока опасно для жизни.