氦氖激光器用20W稳压电源
20W Stable Voltage Power Supply for He Ne Laser
小功率氦氖激光器是广泛应用于激光干涉仪、激光经纬仪、激光指向仪和激光医疗照射仪等激光设备中，氦氖激光管的长度从150~1000mm共有13种不同长度，激光输出功率分别从0.3mW~30mW，激光管的触发电压高达6kV~8kV，灯管工作电压也在2kV~2.5kV之间，所以必须用一个升压变压器，将交流电压升高到1kV~1.1kV，再经多次倍压整流，将直流电压升高到约8kV，在直流高压输出端与激光管之间再串联几个限流电阻，待激光管导通后，灯管两端的电压降至约2kV DC，灯管的电流约为6mA，为了使激光管稳定可靠地工作，一般都采用交流稳压变压器CVT供电，即使电源电压在180~240V 50Hz之间变化，也能向激光管提供恒定的电流，其电原理图见图1所示。

图1的左面是升压稳压变压器，作为交流电压预稳压之用，中间部份为倍压整流电路，将1kV交流电压升高到约直流7kV左右，当激光管导通后，整流输出约为3200V，右面为限流电阻，图中由9个电阻串联，总电阻阻值为158kΩ，因激光管是气体放电管，在整个高压回路中，有这么多电阻与激光管串联工作，所以也就成为一个恒流源，即使交流电源电压有较大幅度的变化，它也能起到稳定激光管工作电流的作用。但由于每个激光管参数也略有不同，因此，在必要时可调整限流电阻的阻值，使达到激光管的额定工作电流。
现以长度为300~350mm的氦氖激光管为例，它的触发电压为6500，灯管工作电压为2200，灯管最佳工作电流为6mA。根据图1的激光电源实测各点的参数为：
当初级输入交流电压为220V 50Hz时，激光管电流为6m；变压器次级电压为1000V；变压器次级电流为16mA；变压器初级电流为90mA。
变压器次级输出率。变压器铁芯可选择WCD12.5×25×55×16牌号为DQ151-0.35。谐振电容器的无功功率，当谐振电容两端的工作电压=500V时，电容器的电流 =24/500=0.048A。
电容器的容抗
因容抗
所以电容量
实际采用金属化聚丙稀薄电容器CBB0.33μF630V~，交流电容器。此时电容器电流应修正为52mA。
谐振绕组中通过的电流应为和的矢量和，即

变压器初级电流

稳压变压器设计步序：
1）铁芯型号WCD12.5×25×55×16 DQ151-0.35
铁芯有效截面积
磁路长度
铁芯重量
铁芯中间磁分路的厚度为8mm。
2）初级绕组匝数

3）谐振绕组匝数

4）次级绕组匝数

从图1可知，次级绕组其中包含着NC的匝数，所以实际N2应为计算的
5）初级导线直径

6）次级导线直径

7）谐振绕组导线直径

按上述计算结果，绘制初次级绕组的排列图，并将各绕组的匝数略作调整，在图2中予以注明。

稳压变压器装配见图3所示，铁芯中有主磁分路副磁分路，将初次级绕组隔开，主磁分路尺寸为15.5×25×8mm，它在铁芯窗口中间的间隙仅为0.25mm，副磁分路的尺寸为8×40×8mm，紧贴铁芯的一面需磨平，磁分路的加工方法是整块铁芯予先胶合固化，再按尺寸要求用砂轮片切割成形。如用散片迭装，那么通电时会产生噪声。

变压器用打包钢带将WCD型铁芯紧固焊牢，主磁分路由上下线包压牢，副磁分路与铁芯用胶带包扎固定。
稳压变压器先单独调试，负载可用10个5kΩ5W的电阻串联成50kΩ，接在变压器输出1000V的端子上，负载电流为20mA，将0.33μF的电容器接在C的端子上。当输入电压从180V~240V变化时，测得输出空载电压和负载电在的数值，并绘成曲线，见图4所示。

此稳压变压器由于受到体积的限制，尺寸不能再放大，所以输出稳定电压的精度不高，从图4可见，空载和满载输出电压偏差较大，但激光电源开机后，经信压整流马上就有一个高压输出，触发激光管导通后，始终保持在恒定电流工作状态，即变压器长期在满载条件下工作。
氦氖激光管在图1电路上工作，当输入电压从180W~240V变化时，激光管中通过的电流，例如6m偏差不大于±5％，已能符合实际使用要求。■