1. 研究目的与意义
采用DSPIC33FXXX单片机，设计出CO2激光器高压开关电源。实现对激光电源输出能量与电路过流、过压、缺相等有效保护以及电源与ARM直接进行数据交换。提出总线式大功率激光电源的设计方案，并设计了相应的硬件电路与软件程序。相应的技术指标为：产生大于20000V的高压，变压器次级额定电流为100mA，DSP输出谐振频率达40KHz，同时提高电路在运行过程中的可靠性。
2. 国内外研究现状分析
激光器开关电源具有体积小、重量轻、高效节能、动态响应速度快等优点，激光器开关电源被公认为是最有发展前途的激光电源。随着现代电力电子技术的发展，特别是IGBT这种功率器件的出现与完善，发展仅5-6年的激光器开关电源的发展前景将更加光明。激光器开关电源就是从电网吸取电能,即先将工频交流电整流（AC→DC），再经过斩波器将直流变成中、高频方波(DC-DC)，再整流滤波输出用于激光器的能量供给或是从电网吸取电能，即先将工频交流电整流（AC→DC），再经过逆变器将直流变成中、高频交流（DC→AC），然后经变压器降压隔离，再整流滤波输出（AC→DC），用于激光器的能量供给。激光器开关电源由于频率可达几千甚至几万赫兹，因而具有其它激光电源所无法比拟的优点[8]：（1）体积小，重量轻。逆变频率越高，主变压器和电感的体积重量越小，不仅可以节省大量的铁铜金属材料，还可以使应用更加灵活方便。（2）高效节能。效率高，可达80%～90%，功率因数高，可达0.99，这样可以大大减少能量转换中不必要的能量损失；（3）频率响应快，动特性好，弧光放电性能好。逆变频率高，使其对负载和供电变化的响应速度非常快，控制更加精确、及时，激光光束质量高。对于激光器开关电源来讲，其关键在于逆变器或斩波器中作为开关的功率器件和控制方式的选择。功率器件的发展，推动了电力电子技术的发展，也促进了激光器开关电源的更新换代，同时自动控制理论在开关电源中的应用，特别是现代控制理论例如（自适应控制，滑模变结构控制，神经网络控制等）促进了激光器开关电源向更高的技术指标发展[9、10、11]
3. 研究的基本内容与计划
研究co2激光器高压开关电源，采用dspic数字信号控制器实现pwm信号的输出、控制、检测，对三相电压进行缺相保护等一系列功能，pwm信号对igbt的驱动控制，同时采用rs-485总线式通讯方式来实现上位机与下位机信息的显示交流、信号的控制。
1-3周：查阅资料，学习dspic数字信号控制器
4-6周：画出硬件控制原理图,绘制印刷线路板图。
4. 研究创新点
本课题是对研究CO2激光器高压开关电源，采用DSPIC数字信号控制器实现PWM信号的输出、控制、检测，对三相电压进行缺相保护等一系列功能，PWM信号对IGBT的驱动控制，同时采用RS-485总线式通讯方式来实现上位机与下位机信息的显示交流、信号的控制。通过本课题的研究掌握DSPIC控制器基本运用，设计硬件控制电路。软件方面达到输出谐振频率达40KHz，PWM信号基本设置，检测反馈周期为5ms及相应控制算法，RS-485通讯协议。
