激光器电源系统及其电路控制方法、激光器技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种激光器电源系统及其电路控制方法、激光器，所述激光器电源系统包括升压单元、恒流单元和主控单元，所述升压单元，用于将输入电压进行升压处理并获得第一输出电压供给恒流单元；所述恒流单元，用于将所述第一输出电压进行恒流处理并获得具有恒定电流输出的第二输出电压供给激光器模块；所述主控单元，分别与所述升压单元和所述恒流单元连接，用于对所述升压单元的第一输出电压和所述恒流单元的输出电流进行控制，保证激光器电源系统输出稳定。

【技术实现步骤摘要】
激光器电源系统及其电路控制方法、激光器
本专利技术涉及电源
，尤其涉及一种激光器电源系统及其电路控制方法、激光器。
技术介绍
激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法，是激光材料加工技术应用的重要方面之一。激光焊接是一种新兴的焊接工艺，它相对各种传统焊接最大的优势就是焊接能量密度高，热影响范围小，变形小，焊缝精美。激光焊接技术具有熔池净化效应，能纯净焊接材料，对同种或者不同材料焊接特别有利，适用于相同和不同金属材料间、塑料等材料的焊接。激光焊接技术已广泛应用到了生产和生活的许多方面，尤其是微型IT产品、电子元器结构件上的精密焊接等，目前用于激光焊接的激光器主要有CO2激光器、二极管激光器、脉冲Nd:YAG激光器、碟式激光器、准连续(QCW)光纤激光器等，由于激光焊接对工艺要求较高，因此对激光器供电提出了更高的要求。现有技术中，激光器电源系统存在稳定性不佳的问题，尤其在瞬态大功率、大电流条件下的输出稳定性问题更加明显，例如，准连续(QCW)光纤激光器，它具有高峰值、体积小、效率高、结构简单的特点，在国内外市场已广泛应用，但其电源系统输出稳定性不佳。如何提供一种输出稳定性更佳的激光器电源系统，目前现有技术中尚未存在有效的解决方案。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述问题，提出了一种激光器电源系统及其电路控制方法、激光器。本专利技术采用的一个技术手段是：提供一种激光器电源系统，包括：升压单元，用于将输入电压进行升压处理并获得第一输出电压供给恒流单元；恒流单元，用于将所述第一输出电压进行恒流处理并获得具有恒定电流输出的第二输出电压供给激光器模块；和主控单元，分别与所述升压单元和所述恒流单元连接，用于对所述升压单元的第一输出电压和所述恒流单元的输出电流进行控制。本专利技术采用的另一个技术手段是：提供一种激光器电源电路控制方法，包括：将输入电压进行升压处理并获得第一输出电压供给恒流单元；将所述第一输出电压进行恒流处理并获得具有恒定电流输出的第二输出电压供给激光器模块；对所述升压单元的第一输出电压和所述恒流单元的输出电流进行控制。本专利技术采用的另一个技术手段是：提供一种激光器，包括所述的激光器电源系统。由于采用了上述技术方案，本专利技术提供的激光器电源系统及其电路控制方法、激光器，所述激光器电源系统采用先升压后恒流的技术方案，先通过升压单元将输入电压进行升压处理并获得第一输出电压供给恒流单元，再通过恒流单元将所述第一输出电压进行恒流处理并获得具有恒定电流输出的第二输出电压供给激光器模块，本专利技术采用电压和电流闭环控制思路，通过主控单元对所述升压单元的第一输出电压和所述恒流单元的输出电流进行控制，保证激光器电源系统输出稳定。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：图1为一个实施例中激光器电源系统结构示意图；图2为一个实施例中激光器电源系统结构示意图；图3为一个实施例中激光器电源系统控制信号流向示意图；图4为一个实施例中激光器电源系统控制信号流向示意图；图5为一个实施例中激光器电源系统升压电路图；图6为一个实施例中激光器电源系统恒流电路图；图7为一个实施例中激光器电源系统功率变换电路图；图8为一个实施例中激光器电源系统瞬间大电流输出储能能量变化图；图9为一个实施例中激光器电源系统结构示意图；图10为一个实施例中激光器电源电路控制方法流程示意图；图中：1、开关电源，2、升压单元，3、恒流单元，4、激光器模块，5、主控单元，6、交互单元，7、电压反馈单元，8、升压驱动单元，9、电流反馈单元，10、恒流驱动单元，11、保护单元，12、风扇调速单元。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等(如果存在)是用于区别类似的部分，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示的以外的顺序实施。本专利技术提供了一种激光器电源系统，如图1所示，图1提供了激光器电源系统结构示意图。所述激光器电源系统的输入电压可以是通过开关电源提供的直流电压，也可以是其他直流电源提供的直流电压。所述激光器电源系统是用于给激光器稳定供电的电源系统。具体的，在一个实施例中，请参见图1，所述激光器电源系统可以包括升压单元2、恒流单元3和主控单元5。所述升压单元2，用于将输入电压进行升压处理并获得第一输出电压供给恒流单元3，其中所述升压单元2可以采用Boost电路拓扑结构，也可以是其他升压电路；所述恒流单元3，用于将所述第一输出电压进行恒流处理并获得具有恒定电流输出的第二输出电压供给激光器模块4，其中所述恒流单元3可以采用Buck电路拓扑结构，也可以是其他恒流电路；所述主控单元5，用于对所述升压单元2的第一输出电压和所述恒流单元3的输出电流进行控制，其中所述主控单元5可以采用数字化控制芯片，也可以是其他控制芯片。具体的，所述输入电压可以是通过开关电源1提供的直流电压，所述升压单元2可以一端连接所述开关电源1，另一端连接所述恒流单元3的一端，所述恒流单元3的另一端连接所述激光器模块4，其中，所述激光器模块4可以是准连续(QCW)光纤激光器，也可以是其他激光器。所述主控单元5分别连接所述升压单元2和所述恒流单元3，用于控制所述升压单元2的第一输出电压和所述恒流单元3的输出电流。本实施例采用先升压后恒流的技术方案，先通过升压单元2对开关电源1输入的直流电压进行升压处理并获得所述第一输出电压供给恒流单元3，再通过恒流单元3对所述第一输出电压进行恒流处理并获得具有恒定电流输出的第二输出电压供给激光器模块4，同时主控单元5对所述升压单元2的第一输出电压和所述恒流单元3的输出电流进行控制，以使所述激光器电源系统输出更加稳定，尤其当所述激光器模块4是准连续(QCW)光纤激光器的情况下，效果更加明显，特别是在瞬态大功率、大电流条件下，本实施例通过所述主控单元5控制所述升压单元2的第一输出电压，保证所述第一输出电压稳定，以供给所述恒流单元3，并且所述主控单元5控制所述恒流单元3的输出电流，以保证供给激光器的电流恒定，保证所述激光器电源系统的稳定输出，本实施例通过对所述第一输出电压和所述输出电流的控制，保证了所述激光器电源系统的输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光器电源系统，其特征在于，包括：/n升压单元，用于将输入电压进行升压处理并获得第一输出电压供给恒流单元；/n恒流单元，用于将所述第一输出电压进行恒流处理并获得具有恒定电流输出的第二输出电压供给激光器模块；和/n主控单元，分别与所述升压单元和所述恒流单元连接，用于对所述升压单元的第一输出电压和所述恒流单元的输出电流进行控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光器电源系统，其特征在于，包括：
升压单元，用于将输入电压进行升压处理并获得第一输出电压供给恒流单元；
恒流单元，用于将所述第一输出电压进行恒流处理并获得具有恒定电流输出的第二输出电压供给激光器模块；和
主控单元，分别与所述升压单元和所述恒流单元连接，用于对所述升压单元的第一输出电压和所述恒流单元的输出电流进行控制。


2.根据权利要求1所述的激光器电源系统，其特征在于，还包括：
电压反馈单元，用于检测所述升压单元的第一输出电压并产生第一采样电压；
所述电压反馈单元与所述主控单元连接，所述主控单元根据所述第一采样电压控制所述升压单元的第一输出电压；
升压驱动单元，所述主控单元通过所述升压驱动单元控制所述升压单元。


3.根据权利要求1所述的激光器电源系统，其特征在于，还包括：
电流反馈单元，用于检测所述恒流单元的输出电流并产生第一采样电流；
所述电流反馈单元与所述主控单元连接，所述主控单元根据所述第一采样电流控制所述恒流单元的输出电流；
恒流驱动单元，所述主控单元通过所述恒流驱动单元控制所述恒流单元。


4.根据权利要求1至3任一权利要求所述的激光器电源系统，其特征在于，所述升压单元为一个或多个；
当所述升压单元为多个时，各所述升压单元分别与所述主控单元连接；
所述升压单元具有运行状态和非运行状态，所述运行状态指所述升压单元提供所述第一输出电压，所述非运行状态指所述升压单元不提供所述第一输出电压；
所述主控单元根据预设切换方式控制各所述升压单元交替切换工作状态，以使各所述升压单元其中之一处于所述运行状态。


5.根据权利要求2所述的激光器电源系统，其特征在于，
所述升压单元包括第一开关管、第一电感和第一二极管；
所述输入电压由开关电源提供，所述开关电源具有正极输出端和负极输出端；所述第一开关管的控制端经由所述升压驱动单元连接所述主控单元，所述第一开关管的第一开关端经由所述第一电感连接所述开关电源的正极输出端，并连接所述第一二极管的正极，所述第一二极管的负极连接所述恒流单元，所述第一开关管的第二开关端连接所述开关电源的负极输出端；
所述电压反馈单元包括互相串联的第一分压电阻和第二分压电阻；
所述第一分压电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟绪浪，王瑾，罗又辉，邓俊浩，高云峰，
申请(专利权)人：大族激光科技产业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44