用于驱动激光二极管的开关电源制造技术

本发明专利技术公开了一种用于驱动激光二极管的开关电源，其包括相连接的调节工作电流多圈电位器和工作电流放大器，相连接的设定最大电流多圈电位器和设定电流放大器，该工作电流放大器和设定电流放大器连接到电流值比较选通门，该电流值比较选通门的输出连接输出电流控制器，输出电流控制器通过大电流功率模块连接激光器。本发明专利技术开关电源稳定性高、可设定最大工作电流，且具有强制回零启动功能，并可提供稳定的电流输出，具有高功率因数和高电源整机效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是涉及一种开关电源，特别是涉及一种用于驱动大电流激光二极管的开关电源。
技术介绍
半导体激光器是一种电致发光器件，当稳定的电流注入半导体激光器时，它会发出一定波长的激光。由于大电流激光二极管阵列的价格昂贵，而且很容易受到电损伤，输出的激光会因驱动电流不稳定而导致其输出的波长不稳定，所以高功率二极管激光器对它的驱动电源规定了十分严格的技术要求，主要有输出的直流电流要高达数十安培以上；给激光管加电时要严格控制过冲和电流突变；要求高电流稳定度和低波纹系数；高功率因数和电效率；完备的保护电路系统，特别是对于自锁和突然电网波动后的重新通电，也不允许对激光管产生电冲击。中国专利CN02147761.2揭示了一种用于半导体激光器的稳流源，向小电流半导体激光器提供输出稳定、可靠、抗干扰能力强、连续可调的稳流源，避免突然停电对半导体激光器造成的损坏。但是该稳流源仍未能解决如控制电流过冲和电流突变、电路自锁和电网波动等其他电源稳流问题。因此，需要提供一种高稳定性、可设定最大工作电流的用于驱动大电流激光二极管中的开关电源。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高稳定性的具有保护电路的用于驱动激光二极管的开关电源。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案提供一种用于驱动激光二极管的开关电源，其包括相连接的调节工作电流多圈电位器和工作电流放大器，相连接的设定最大电流多圈电位器和设定电流放大器，该工作电流放大器和设定电流放大器连接到电流值比较选通门，该电流值比较选通门的输出连接输出电流控制器，输出电流控制器通过大电流功率模块连接激光器。操作人员可通过面板上的设定最大电流多圈电位器设置一个电流值，这个设定最大电流多圈电位器的输出接到设定电流放大器，该设定电流放大器是一个运算放大器，它的输出电压和设定的直流电流成正比，输出的动态范围可以任意设定，例如0到+10V。设定电流放大器连接有设定电流检测，则输出的电压用面板上的一个数字面板表显示，读数标定成电流值。开机后，通过面板上的调节工作电流多圈电位器把工作电流从零开始慢慢增加到所需要的值，该调节工作电流多圈电位器的输出接到工作电流放大器，该工作电流放大器也是一个运算放大器，它的输出电压和调节出的直流工作电流成正比，输出的电压动态范围可以任意设定，例如0到+10V。设定电流放大器和工作电流放大器的输出同时输入到电流值比较选通门，比较选通电流输出至输出电流控制器。当工作电流＞设定电流时，比较选通门输出设定电流；当工作电流＜设定电流时，比较选通门输出工作电流。所以设定电流值是本电源在运行时可能输出的最大电流值，也是调节工作电流多圈电位器后最高可能的输出电流值。它有效地防止了由于操作疏忽而造成的过流输出。当输出电流值达到了设定电流值时，过流指示灯发光报警，但是不造成自锁停机。该输出电流控制器是一个闸门，在正常运行情况下，如果采用内控的工作模式，比较选通门的输出电压送到功率模块以形成相应的输出电流，输出电流控制器连接有多种保护电路，遇到需要停机的情况，该多路自锁保护电路向输出电流控制器发送断路指令来阻断电压信号的传递。该多路自锁保护电路有来自三个方面与之连接的控制源第一个是多路自锁开关输入，激光器通常使用机械开关作为自锁开关，例如安装在激光器盖板上的门开关和冷却器的温度开关等等，这些开关有一端和电源的地线相连，另一端接到电源内的自锁保护电路的“或门”输入端。在正常情况下，所有的自锁开关都应该处于闭合状态，如果有任何一个变成了开路状态，都会使得保护电路产生断路指令。第二个是紧急停机推键，这个推键是一个单刀单掷无锁按钮，连接输出电流控制器，当遇到需要立即停机的紧急情况下，只需按一下推键，推键触动紧急停机保护电路而停机。第三个是零电流启动监测，连接在输出电流控制器和工作电流放大器之间。为了避免突变大电流冲击激光管，电源要求在每次开机之前，必须先把调节工作电流的电位器调回零点。如果电位器确实调回到了零点，放大器输出接近零伏的电压，保护电路在开机之前要查看这个电压值，如果发现这个电压偏高，说明电位器还没有调回零点，这时保护电路就一直阻断电源的开通，则无法开机。所有的保护电路进一步连接故障位置指示装置。故障位置指示装置的各个指示灯分别显示造成自锁停机的位置。该输出电流控制器和大电流功率模块之间连接有内控外控转换器，该内控外控转换器连接外控接口。输出电流控制器的输出传送至内控外控转换器再经过大电流功率模块输出至激光器。该内控外控转换器是一个控制模式转换电路，其具有两个功能第一，通过面板上的控制转换开关切换内控和外控信号，内控信号来自面板上的调节电流的电位器，外控信号通过外控接口将来自电源之外的信号输入，该外控信号可以来自电脑，也可以来自激光功率反馈控制等电路；第二，按照大电流功率模块对于接口信号的幅度和阻抗的要求，进行参数匹配，转换的具体要求根据使用模块的输入特性决定。该大电流功率模块是一个高功率开关电源，由于大电流激光二极管电源的输出功率很高，只有采用转换效率高的开关电源才能避免产生很多热量，又因为激光器对输出电流的稳定度和平整度也有很高的要求，所以还要求模块的功率因数高。该大电流功率模块连接有慢启动电路。该慢启动电路是一个延时定时器，延迟时间可以根据激光器的要求任意设定，把它接到大电流功率模块的一个控制端，可以实现电源的慢启动功能，避免大电流冲击激光管。另外，从大电流功率模块接出两组线分别到输出电压监测和输出电流监测。在前面板上可再安装两个数字面板表，分别指示大电流功率模块实际输出的工作电压和电流，电表的读数在调机时通过调节输出电压监测和输出电流监测的电路灵敏度来定标。由于这个电源可以从前面板上的三个电表同时显示的读数表明工作状态，有助于更轻松的监视运行情况。与现有技术相比，本专利技术有如下有益效果本专利技术用于驱动激光二极管的开关电源可以任意予置最大工作电流，防止由于操作不慎产生的过电流，电路在误操作时，不停机地自动限流，并且具有强制回零功能，并可提供稳定的电流输出，具有高功率因数和高电源整机效率，同时降低功耗和电源体积，具有慢启动和开机延时，保证有效抑制电流上和开机后短暂的电路过渡过程。附图说明图1是本专利技术开关电源的结构示意图；图2是本专利技术的电流值比较选通门的结构示意图；图3是本专利技术开关电源样机前面板元件布局图；图4是本专利技术开关电源样机后面板元件布局图；图5是本专利技术开关电源样机的部件连线图；具体实施方式下面结合附图进一步说明具体本创作的实施方式。请参照图1所示，一种用于驱动激光二极管的开关电源，其包括相连接的调节工作电流多圈电位器1和工作电流放大器3，相连接的设定最大电流多圈电位器2和设定电流放大器4，该工作电流放大器3和设定电流放大器4连接到电流值比较选通门7，该电流值比较选通门7的输出连接输出电流控制器11，输出电流控制器11连接内控外控转换器13，并通过大电流功率模块15连接激光器。其中电流值比较选通门7结构如图2所示，其中CPR是一个比较器，比较工作电流和设定电流的大小，设定电流放大器和工作电流放大器的输出同时输入到电流值比较选通门，比较选通电流输出至输出电流控制器。因为设定电流放大器和工作电流放大器已经将电流值转换成与其成正比的电压值U3和U4，所以CPR实际上是比较两个电压值的大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于驱动激光二极管的开关电源，其特征在于，其包括相连接的调节工作电流多圈电位器（１）和工作电流放大器（３），相连接的设定最大电流多圈电位器（２）和设定电流放大器（４），该工作电流放大器（３）和设定电流放大器（４）连接到电流值比较选通门（７），该电流值比较选通门（７）的输出连接输出电流控制器（１１），输出电流控制器（１１）通过大电流功率模块（１５）连接激光器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢德仁，杨天立，安哲，
申请(专利权)人：广州工业发展集团有限公司，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]