מערכות לייזר רפואיות ותעשייתיות משתמשות בפולסים משתנים של אנרגיה על מנת לשלוט על עצמת קרן הלייזר. הפולס עצמו מתקבל מאנרגיה הנאגרת בקבלים גדולים. עצמת קרן הלייזר היא תוצאה של כמות האנרגיה הנוצרת בעת הפריקה של הקבלים לתוך שפופרת הלייזר.
טעינת הקבלים לאנרגיה הנדרשת מתבצעת באמצעות ספקי כוח ייחודיים המתוכננים לטעינת הקבלים תוך כדי שליטה על כמות האנרגיה הנמסרת לקבל ופריקתה לתוך שפופרת הלייזר.
שינוי מתח הטעינה המקסימלי של הקבל וכן שינוי קצב הטעינה והפריקה, משנה את כמות האנרגיה הנמסרת לשפופרת הלייזר.
ספקי כוח למערכות לייזר מתוכננים לטעון את הקבלים למתחים של מאות וולטים ואף אלפי וולטים בהתאם לסוג (הטכנולוגיה) של הלייזר. גודל הספקים נקבע לפי האנרגיה (ההספק) הנדרשת להפעלת הלייזר.
באופן כללי הגדלים הנפוצים בשוק הם של 700W וואט, 1500W וואט, 2200W וואט וכן 6000W וואט.
ההספקים במערכות לייזר נמדדים בג’אולים לשנייה, במקום בוואטים.
ספקים אלה מתוכננים להפעיל סוגים שונים של לייזרים בטכנולוגיות שונות ולשימושים (אפליקציות) שונים:
לייזרים פולסים מצב מוצק, PULSED YAG LASERS
לייזרים למנורות גז FLASHLAMP PUMPED LASERS
לייזרים של פולסים של קרינה אולטרה סגולית
לייזרים פולסים לשימושים רפואיים לטיפולים קוסמטיים ולחדרי ניתוח
לייזרים לשימושים תעשייתיים לסימון ולחיתוך.
ספקי כוח ללייזרים רפואיים נדרשים לעמוד בתקני בטיחות ותאימות אלקרו-מגנטית המקובלים בציוד רפואי, כולל התייחסות מיוחדת למתחים גבוהים ודרישה לזרמי זליגה נמוכים על מנת לשמור את חיי החולה.
שרטוט 1. MODE OF OPER-
ATION
להלן הסבר כללי של עקרונות הפעולה של ספק מטען ללייזר – Capacitor chargers power supplies for pulsed laser
ספקים ללייזרים מוגדרים על פי הזמן הנדרש לטעון בנק קבלים בגודל (קיבול) נתון למתח העבודה הנדרש. לספקים אלה יש 3 אופנים של עבודה המוצגים בשרטוט (שרטוט 1 בעמוד הבא) קצב הטעינה והפריקה של הקבלים נקרא Repetition Rate, T קצב זה משתנה בין 0.01Hz הרץ לקבלים גדולים למספר קילו הרץ לקבלים קטנים והוא מוגדר בג’אולים לשנייה ההספק הרגעי המקסימלי (PEAK POWER) מוגדר לפי ההספק הממוצע המחושב לפי קצב הטעינה והפריקה (ראו שרטוט 2).
זמן הטעינה מחושב לפי הנוסחה שלהלן:
[T(second)= [1/2CV2/^2Ppeak
Where:
T = Charge time in second
C = Capacitor in farads
V = Charge voltage require
(Ppeak = Unit peak power (J/S
ההספק הממוצע מוגדר על פי האנרגיה הנפרקת מהקבל לעומס בהתאם לקצב הטעינה והפריקה (Repetition Rate) –
P (average) (J/Sec.) =W load/T
T= Repetition Rate
W= energy delivered per charging cycle
להלן הנתונים הכלליים של ספק מטען ללייזר בהספק של
שרטוט 2
500V/1500J/Sec
בספקים אלה משולבים רכיבי הספק חדישים מסוג (HIGH SPEED PT IGBT POWER MOS 8) High speed Punch-Trough switch-mode IGBT
רכיבים אלה יצאו לשוק רק לאחרונה ועדיין לא בשימוש אצל יצרנים אחרים. הם מאפשרים שיפור של 8% בנצילות ואמינות גבוהה יותר.
תדר המיתוג בספקים של אדוויס גבוה מהמקובל וכן זמן ההולכה (duty cycle) דבר המוסיף לנצילות הגבוהה.
הספק מאפשר הגדרה של מתח הטעינה המקסימלי וכן הגנה על העומס בפני מתח יתר. הגנה זו נכנסת לפעולה כאשר המתחבמוצא נשאר גבוה מ-80% מהמתח המקסימלי המוגדר למשר יותר מ-5 שניות. לספק הגנות כפולות לזרם יתר ומטמפרטורת עבודה גבוהה.
לפרטים טכניים נוספים אפליקציות ודרישות ודוגמאות ניתן לפנות לחברת אדוויס
