CN105226488B - 一种激光器驱动电路 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种激光器驱动电路，包括：所述信号处理模块，用于与信号源连接；所述信号比较模块，与所述信号处理模块连接；所述信号转化模块，与所述信号比较模块连接；所述电源滤波模块，用于与电源和负载连接，向负载输出驱动电流信号；所述电流驱动模块，与所述信号转化模块和所述电源滤波模块连接；所述电流取样模块，与所述电流驱动模块连接；所述反馈模块，与所述电流取样模块和所述信号比较模块连接。本申请实施例的激光器驱动电路可以接收脉冲信号和恒流信号，当输入电压信号是脉冲信号时，可以减少最大电流的上升时间，以及对脉冲信号产生过流脉冲；当输入电压信号是恒流信号时，可以减少电流纹波，保持电流稳定。

Description

一种激光器驱动电路

技术领域

本申请涉及激光器驱动技术领域，特别是涉及一种激光器驱动电路。

背景技术

光纤激光器在工业应用领域越来越广泛，在激光加工时，要求激光器能实现快速加工，同时也要满足特殊的加工工艺要求，如在各种金属打孔及切割拐角工艺上，要求孔边无毛刺，孔大小与切缝大小一致，拐角精度高。

对于激光器来说，打孔时的初始峰值功率越高，光功率从零上升到最大的时间越快，打标效果越好，因此要求输入激光器泵源的驱动电流上升时间越快越好。

普通的驱动和激光器，连续模式下和调制模式下的峰值功率都是相同的，无法实现峰值功率翻倍，因而不能通过采用峰值加工来满足特殊的加工工艺。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本申请实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种激光器驱动电路。

为了解决上述问题，本申请实施例公开了一种激光器驱动电路，其中，包括：信号处理模块、信号比较模块、信号转化模块、电源滤波模块、电流驱动模块、电流取样模块、反馈模块；

所述信号处理模块，用于与信号源连接，接收信号源提供的输入电压信号，对所述输入电压信号进行放大稳定处理生成放大输入信号；

所述信号比较模块，与所述信号处理模块连接，用于接收所述放大输入信号、预设基准信号和反馈信号，并采用所述放大输入信号、预设基准信号和反馈信号生成控制电压信号；

所述信号转化模块，与所述信号比较模块连接，用于对所述控制电压信号进行放大处理，生成放大控制信号；

所述电源滤波模块，与电源连接，用于接收电源电压，并且与负载连接，向负载输出驱动电流信号；

所述电流驱动模块，与所述信号转化模块和所述电源滤波模块连接，用于将所述放大控制信号转化为所述驱动电流信号；

所述电流取样模块，与所述电流驱动模块连接，用于对流过所述电流驱动模块和负载之后的电流进行取样，得到取样电压；

所述反馈模块，与所述电流取样模块和所述信号比较模块连接，用于对所述取样电压进行滤波放大处理生成反馈信号，并将所述反馈信号输出至所述信号比较模块；

所述信号比较模块包括：第一RC并联电路，用于将所述控制电压信号转换为反馈信号；

所述电流驱动模块包括：第二RC并联电路和第三RC并联电路，用于滤波选频；当输入电压信号为脉冲信号时，流经所述第一RC并联电路、第二RC并联电路和第三RC并联电路之后的信号，产生过流脉冲。

优选的，所述信号处理模块包括：第一运算放大器、第一电容、第二电容；所述第一运算放大器的管脚包括：第一正相输入端、第一反相输入端、第一输出端、第一+VCC端口、第一-VCC端口；

所述第一正相输入端接收所述输入电压信号；

所述第一电容的输入端与所述第一-VCC端口以及-VCC电源连接；

所述第二电容的输入端与所述第一+VCC端口以及+VCC电源连接，输出端接地；

所述第一反相输入端与所述第一输出端连接；

所述第一运算放大器、第一电容、第二电容，形成射极跟随器，对输入电压信号进行放大稳定处理，生成放大输入信号。

优选的，所述信号比较模块包括：第二运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第三电容；所述第二运算放大器作为比较器对所述放大输入信号、预设基准信号和反馈信号进行比较处理，生成控制电压信号；

所述第二运算放大器的管脚包括：第二正相输入端、第二反相输入端、第二输出端；

所述第一电阻的输入端与+VCC电源连接，输出端与所述第二反相输入端连接，所述预设基准信号为所述+VCC电源通过所述第一电阻输入所述第二反相输入端的信号；

所述第二电阻的输入端与所述信号处理模块的第一输出端连接，输出端与所述第二正相输入端连接，所述第二正相输入端通过所述第二电阻接收所述输入信号处理模块输出的放大输入信号；

所述第三电阻与第三电容并联组成所述第一RC并联电路，所述第一RC并联电路的两端分别与所述第二输出端和第二反相输入端连接形成反馈电路，将所述第二输出端输出的控制电压信号反馈至反相输入端作为反馈信号。

优选的，所述信号转化模块包括：第四电阻、第一二极管、第二二极管；所述第一二极管和第二二极管为共射级二极管；

所述第一二极管的基极与所述第二二极管的基极连接；

所述第一二极管的射极与所述第二二极管的射极连接，所述第一二极管的集电极与+VCC电源连接，所述第二二极管的集电极与-VCC电源连接；

所述第四电阻的两端分别与所述信号比较模块以及所述第一二极管的基极和所述第二二极管的基极连接。

优选的，所述电流驱动模块包括：第四电容、第五电容、第五电阻、第六电阻、MOS管；

所述第四电容与第五电阻并联组成所述第二RC并联电路，所述第二RC并联电路的两端分别与所述信号转换模块以及所述MOS管的栅极连接；

所述第五电容与第六电阻并联组成所述第三RC并联电路，所述第三RC并联电路的一端与所述MOS管的漏极连接，另一端与所述电流取样模块以及所述反馈模块连接；

所述MOS管的源极与电流取样模块连接；

所述MOS管的漏极与电源滤波模块连接。

优选的，所述电源滤波模块包括：电感、第六电容、第七电容、正输出端口、负输出端口、反向二极管；

所述第六电容与第七电容并联，所述第六电容与第七电容的并联电路的输入端与所述电感的输出端连接，输出端接地；

所述电感的输入端与电源连接，接收电源电压，输出端与所述第六电容和所述第七电容的并联电路的输入端以及所述正输出端口连接；

所述正输出端口与负载的正极连接；

所述负输出端口与负载的负极连接；

所述反向二极管的正极与所述正输出端口连接，负极与所述负输出端口连接，所述反向二极管用于防止由于负载正负极接反，造成负载的损坏。

优选的，所述电流取样模块为取样电阻；所述取样电阻两端分别与所述MOS管的源极以及接地端连接。

优选的，所述反馈模块包括：第八电容、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第三运算放大器；所述第三运算放大器的管脚包括：第三正相输入端、第三反相输入端、第三输出端；

所述第七电阻的输出与所述第三正相输入端连接，输出端与所述电流取样模块以及所述电流驱动模块中的第三RC并联电路的输出端连接，所述第三正相输入端通过所述第七电阻接收所述取样电压；

所述第八电阻的输入端与所述第三反相输入端连接，输出端接地；

所述第九电阻的输入端与所述第三输出端连接，输出端与所述信号比较模块中的第二反相输入端连接，所述第三输出端通过所述第九电阻将反馈信号输出至所述第二反相输入端；

所述第十电阻的两端分别与所述第九电阻的输出端以及所述第七电阻的输入端连接；

所述第十一电阻与所述第八电容串联组成第一串联电路，所述第十二电阻与第一串联电路并联；

所述第十二电阻与第一串联电路的并联电路的两端分别与所述第三输出端以及第三反向输入端连接。

优选的，所述+VCC电源为+12V，所述-VCC电源为-12V。

本申请实施例包括以下优点：

本申请实施例的激光器驱动电路可以接收脉冲信号和恒流信号，当输入电压信号是脉冲信号时，通过使用高性能的运算放大器，以及设置的所述第一RC并联电路、第二RC并联电路和第三RC并联电路，可以减少最大电流的上升时间，以及对脉冲信号产生过流脉冲，激光器采用所述过流脉冲的信号即可产生高峰值脉冲激光，满足特殊工艺要求；当输入电压信号是恒流信号时，可以减少电流纹波，保持电流稳定。

附图说明

图1是本申请的一种激光器驱动电路实施例的结构框图；

图2是本申请的一种激光器驱动电路实施例的结构框图；

图3是本申请实施例中上升沿时间示意图；

图4是本申请实施例中电流纹波的示意图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。

激光器加工方式分连续切割和脉冲切割，

连续切割是指激光器长时间出光进行加工的方法，激光器出光的频率很低，一般在50HZ以下。一般需要切割长距离的直线时使用连续切割，可以很好的保证功率和运行速度的一致性，确保切割质量。

脉冲切割是指激光器高频率出光进行加工的方法，一般出光频率在KHZ以上。脉冲切割，通过将投入材料的热量降到最低限，能够进行高质量切割以及尺寸精度良好的加工。

连续切割是优势在于速度。但由于对被切割材料连续的热量输入变成过度的热量输入，影响切割质量、尺寸精度，使得切割质量不好。而脉冲切割中由于激光器发出的是脉冲激光，激光与材料接触的时间段，不会将过多的热量转移到切割材料中，因而切割质量好，但速度上要比连续切割慢。

本申请实施例的核心构思之一在于，通过提供一种激光器驱动电路，当激光器要进行连续切割时，将信号源输出的恒流信号，转换为激光器泵浦需要的稳定的驱动电流信号；当激光器要进行脉冲激光器，将信号源输出的脉冲信号，转换为激光器泵浦需要的具有电流过冲的驱动电流信号。

参照图1，示出了本申请的一种激光器驱动电路实施例的结构框图，具体可以包括：信号处理模块101、信号比较模块102、信号转化模块103、电源滤波模块104、电流驱动模块105、电流取样模块106、反馈模块107；

所述信号处理模块101，用于与信号源连接，接收信号源提供的输入电压信号，对所述输入电压信号进行放大稳定处理生成放大输入信号；输入电压信号可以由信号发生器产生，当激光器需要连续切割时，信号发生器发出恒定的电流信号作为输入电压信号；当激光器需要脉冲切割时，信号发生器发出脉冲的电流信号作为输入电压信号。由于信号发生器发出的输入电压信号太小，驱动能力太低，因而需要经过放大处理，提高驱动能力；

所述信号比较模块102，与所述信号处理模块连接，用于接收所述放大输入信号、预设基准信号和反馈信号，并采用所述放大输入信号、预设基准信号和反馈信号生成控制电压信号；信号比较模块102具体可以是比较器，将放大输入信号与预设基准信号和反馈信号进行比较，从而保证输出的控制电压信号的稳定；

所述信号转化模块103，与所述信号比较模块连接，用于对所述控制电压信号进行放大处理，生成放大控制信号；

所述电源滤波模块104，用于与电源连接，接收电源电压，并且与负载连接，向负载输出驱动电流信号；在本申请中负载是激光器的泵浦，本申请的激光器驱动电路为激光器泵浦提供泵浦电流；

所述电流驱动模块105，与所述信号转化模块和所述电源滤波模块连接，用于将所述放大控制信号转化为所述驱动电流信号；电流驱动模块105的输入端与信号转化模块103连接，输出端与电源滤波模块104连接；电流驱动模块105具体可以包括mos管，通过mos管将放大控制信号转化为负载所需的驱动电流信号；

所述电流取样模块106，与所述电流驱动模块连接，用于对流过所述电流驱动模块和负载之后的电流进行取样，得到取样电压；

所述反馈模块107，与所述电流取样模块和所述信号比较模块连接，用于对所述取样电压进行滤波放大处理生成反馈信号，并将所述反馈信号输出至所述信号比较模块102，形成闭环控制；

所述信号比较模块102包括：第一RC并联电路，用于将所述控制电压信号转换为反馈信号；除了由反馈模块生成反馈信号外，信号比较模块也将自身输出的控制电压信号作为反馈信号；

所述电流驱动模块105包括：第二RC并联电路和第三RC并联电路，用于滤波选频；当输入电压信号为脉冲信号时，流经所述第一RC并联电路、第二RC并联电路和第三RC并联电路之后的信号，产生过流脉冲。由于RC并联电路可以调整脉冲信号的相位，因而第一RC并联电路、第二RC并联电路和第三RC并联电路的组合电路可以使脉冲信号产生过流脉冲，并且减少脉冲信号的最大电流上升时间；另一方面，RC并联电路可以用于滤波选频，提高抗干扰能力，减少恒定电流的纹波大小。

作为本申请实施例的一种优选示例，所述信号处理模块101具体可以包括：第一运算放大器、第一电容、第二电容；所述第一运算放大器的管脚包括：第一正相输入端、第一反相输入端、第一输出端、第一+VCC端口、第一-VCC端口；所述第一运算放大器为OPA4192运算放大器；

所述第一正相输入端接收所述输入电压信号；

所述第一电容的输入端与所述第一-VCC端口以及-VCC电源连接；

所述第二电容的输入端与所述第一+VCC端口以及+VCC电源连接，输出端接地；

所述第一反相输入端与所述第一输出端连接；

所述第一运算放大器、第一电容、第二电容，形成射极跟随器，对输入电压信号进行放大稳定处理，生成放大输入信号。

在本申请中输入电压信号可以在0-3V之间，频率可以达到5KHZ。OPA4192是低偏移电压、低输入偏置电流、10MHz带宽、轨到轨输入/输出精密运算放大器；其中，+VCC电源为+12V直流电源，-VCC电源为-12V直流电源。OPA4192芯片采用+/-12V供电；第一电容对-12VCC电源做滤波处理，第二电容对+12V的VCC电源做滤波处理；经过电容的滤波处理，可以提高抗干扰能力，减少恒定电流的纹波大小。

作为本申请实施例的一种优选示例，所述信号比较模块102具体可以包括：第二运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第三电容；所述第二运算放大器作为比较器对所述放大输入信号、预设基准信号和反馈信号进行比较处理，生成控制电压信号；所述第二运算放大器是OPA4192运算放大器；

所述第二运算放大器的管脚包括：第二正相输入端、第二反相输入端、第二输出端、第二+VCC端口、第二-VCC端口；

所述第二+VCC端口与+12V的VCC电源连接、第二-VCC端口与-12V的VCC电源连接；

所述第一电阻的输入端与+VCC电源连接，输出端与所述第二反相输入端连接，所述预设基准信号为所述+VCC电源通过所述第一电阻输入所述第二反相输入端的信号；

所述第二电阻的输入端与所述信号处理模块的第一输出端连接，输出端与所述第二正相输入端连接，所述第二正相输入端通过所述第二电阻接收所述输入信号处理模块输出的放大输入信号；

所述第三电阻与第三电容并联组成所述第一RC并联电路，所述第一RC并联电路的两端分别与所述第二输出端和第二反相输入端连接形成反馈电路，将所述第二输出端输出的控制电压信号反馈至反相输入端作为反馈信号。

第二运算放大器作为比较器，将输入第二正相输入端的放大输入信号与输入第二反相输入端的基准信号和反馈信号进行比较，生成的控制电压信号，当放大输入信号变化较大时，比较器可以保证输出的控制电压信号的稳定，不会出现大幅度的改变。

作为本申请实施例的一种优选示例，所述信号转化模块103具体可以包括：第四电阻、第一二极管、第二二极管；所述第一二极管和第二二极管为共射级二极管；

所述第一二极管的基极与所述第二二极管的基极连接；

所述第一二极管的射极与所述第二二极管的射极连接，所述第一二极管的集电极与+VCC电源连接，所述第二二极管的集电极与-VCC电源连接；

所述第四电阻的两端分别与所述信号比较模块的第二输出端以及所述第一二极管的基极和所述第二二极管的基极连接。

将两个共射级二极管的组合为组合管，组合管输出的放大控制信号随信号比较模块102输出的控制电压信号而变化，并且放大控制信号的电压变化幅度比控制电压信号的电压变化幅度大，组合管输出的电流也大于信号比较模块102输出的电流大；+VCC电源为+12V，-VCC电源为-12V，当然也可以采用其他电压值的电源为第一二极管和第二二极管供电，供电的电压越大，产生的电流，二极管导通越快，可以提高信号转化模块的响应速度。

作为本申请实施例的一种优选示例，所述电流驱动模块104具体可以包括：第四电容、第五电容、第五电阻、第六电阻、MOS管；

所述第四电容与第五电阻并联组成所述第二RC并联电路，所述第二RC并联电路的两端分别与所述信号转换模块以及所述MOS管的栅极连接；

所述第五电容与第六电阻并联组成所述第三RC并联电路，所述第三RC并联电路的一端与所述MOS管的漏极连接，另一端与所述电流取样模块以及所述反馈模块107连接；

所述MOS管的源极与电流取样模块106连接；

所述MOS管的漏极与电源滤波模块104连接。

所述第二RC并联电路和第三RC并联电路作为滤波选频电路可以对脉冲信号产生电流过冲，也可以减少恒定电流的纹波大小；在本申请中，MOS管的耐压值可以为100VDC，可承受最大直流电流为可以42A，可承受最大脉冲电流可以为100A，负载电压范围可以为3-70V。

作为本申请实施例的一种优选示例，所述电源滤波模块105具体可以包括：电感、第六电容、第七电容、正输出端口、负输出端口、反向二极管；

所述第六电容与第七电容并联，所述第六电容与第七电容的并联电路的输入端与所述电感的输出端连接，输出端接地；第六电容与第七电容配合电感对电源做滤波处理，提高电路的抗干扰能力，减少恒定电流的纹波大小；

所述电感的输入端与电源连接，接收电源电压，输出端与所述第六电容和所述第七电容的并联电路的输入端以及所述正输出端口连接；

所述正输出端口与负载的正极连接；

所述负输出端口与负载的负极连接；

所述反向二极管的正极与所述正输出端口连接，负极与所述负输出端口连接，所述反向二极管用于防止由于负载正负极接反，造成负载的损坏，其中，负载是激光器泵浦。

作为本申请实施例的一种优选示例，所述电流取样模块106具体可以为取样电阻；所述取样电阻两端分别与所述MOS管的源极以及接地端连接。取样电阻可以是高精度1％，高稳定性，大功率50W封装的0.1欧姆取样电阻。电源输出的电流经过负载和电流驱动模块105后，到达取样电阻，再到接地，电流形成闭环系统。

所述反馈模块107具体可以包括：第八电容、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第三运算放大器；所述第三运算放大器的管脚包括：第三正相输入端、第三反相输入端、第三输出端、第三+VCC端口、第三-VCC端口；所述第三运算放大器是OPA4192运算放大器；

所述第三+VCC端口与+12V的VCC电源连接、第三-VCC端口与-12V的VCC电源连接；

所述第七电阻的输出与所述第三正相输入端连接，输出端与所述电流取样模块以及所述电流驱动模块中的第三RC并联电路的输出端连接，所述第三正相输入端通过所述第七电阻接收所述取样电压；

所述第八电阻的输入端与所述第三反相输入端连接，输出端接地；

所述第九电阻的输入端与所述第三输出端连接，输出端与所述信号比较模块中的第二反相输入端连接，所述第三输出端通过所述第九电阻将反馈信号输出至所述第二反相输入端；

所述第十电阻的两端分别与所述第九电阻的输出端以及所述第七电阻的输入端连接；

所述第十一电阻与所述第八电容串联组成第一串联电路，所述第十二电阻与第一串联电路并联；

所述第十二电阻与第一串联电路的并联电路的两端分别与所述第三输出端以及第三反向输入端连接。

参照图2，示出了本申请的一种激光器驱动电路实施例的结构框图，具体可以包括：信号处理模块201、信号比较模块202、信号转化模块203、电源滤波模块204、电流驱动模块205、电流取样模块206、反馈模块207；

信号处理模块201具体可以包括：第一OPA4192运算放大器U1、第一电容C1、第二电容C2；所述第一OPA4192运算放大器U1的管脚包括：第一正相输入端、第一反相输入端、第一输出端、第一+VCC端口、第一-VCC端口；第一正相输入端接收信号源发出的输入电压信号；第一电容C1的输入端与第一-VCC端口以及-VCC电源连接；第二电容C2的输入端与第一+VCC端口、+VCC电源连接，输出端接地；第一反相输入端与第一输出端连接；第一OPA4192运算放大器U1、第一电容C1、第二电容C2，形成射极跟随器，对输入电压信号进行放大稳定处理，生成放大输入信号。在本申请中输入电压信号可以在0-3V之间，频率可以达到5KHZ，+VCC电源为+12V直流电源，-VCC电源为-12V直流电源；第一电容对-12VCC电源做滤波处理，第二电容对+12V的VCC电源做滤波处理；经过电容的滤波处理，可以提高抗干扰能力，减少恒定电流的纹波大小。

信号比较模块202具体可以包括：第二OPA4192运算放大器U2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第三电容C3；所述第二OPA4192运算放大器U2作为比较器，对放大输入信号、预设基准信号和反馈信号进行比较处理，生成控制电压信号；第二OPA4192运算放大器的管脚包括：第二正相输入端、第二反相输入端、第二输出端、第二+VCC端口、第二-VCC端口；第二+VCC端口与+12V的VCC电源连接、第二-VCC端口与-12V的VCC电源连接；第一电阻R1的输入端与+VCC电源连接，输出端与第二反相输入端连接，预设基准信号为+VCC电源通过第一电阻R1输入第二反相输入端的信号；第二电阻R2的输入端与信号处理模块201的第一输出端连接，输出端与第二正相输入端连接，第二正相输入端通过第二电阻R2接收输入信号处理模块201输出的放大输入信号；第三电阻R3与第三电容C3并联组成第一RC并联电路，第一RC并联电路的两端分别与第二输出端和第二反相输入端连接，形成反馈电路，将第二输出端输出的控制电压信号反馈至反相输入端作为反馈信号。

信号转化模块203具体可以包括：第四电阻R4、第一二极管Q1、第二二极管Q2；所述第一二极管Q1和第二二极管Q2为共射级二极管；第一二极管Q1的基极与第二二极管Q2的基极连接，第一二极管Q1的射极与第二二极管Q2的射极连接，第一二极管Q1的集电极与+VCC电源连接，第二二极管Q2的集电极与-VCC电源连接；第四电阻R4的两端分别与信号比较模块202的第二输出端以及第一二极管Q1的基极和第二二极管Q2的基极连接。其中，+VCC电源为+12V，-VCC电源为-12V，当然也可以采用其他电压值的电源为第一二极管和第二二极管供电，供电的电压越大，产生的电流，二极管导通越快，可以提高信号转化模块的响应速度。

电流驱动模块205具体可以包括：第四电容C4、第五电容C5、第五电阻R5、第六电阻R6、MOS管Q3；第四电容C4与第五电阻C5并联组成第二RC并联电路，第二RC并联电路的两端分别与信号转换模块以及MOS管Q3的栅极连接；第五电容C5与第六电阻R6并联组成第三RC并联电路，第三RC并联电路的一端与MOS管Q3的漏极连接，另一端与电流取样模块206以及反馈模块207连接；MOS管Q3的源极与电流取样模块206连接；MOS管Q3的漏极与电源滤波模块204连接。第一RC并联电路、第二RC并联电路和第三RC并联电路作为滤波选频电路可以对脉冲信号产生电流过冲，也可以减少恒定电流的纹波大小；在本申请中，MOS管的耐压值可以为100VDC，可承受最大直流电流为可以42A，可承受最大脉冲电流可以为100A，负载电压范围可以为3-70V。

电源滤波模块204具体可以包括：电感L1、第六电容C6、第七电容C7、正输出端口LD+、负输出端口LD-、反向二极管D1；第六电容C6与第七电容C7并联，第六电容C6与第七电容C7的并联电路的输入端与电感L1，输出端接地；第六电容C6与第七电容C7配合电感L1对电源做滤波处理，提高电路的抗干扰能力，减少恒定电流的纹波大小；电感L1的输入端与电源连接，接收电源电压，输出端与第六电容C6和第七电容C7的并联电路以及正输出端口LD+连接；正输出端口LD+与负载的正极连接；负输出端口LD-与负载的负极连接；反向二极管D1的正极与正输出端口LD+连接，负极与负输出端口LD-连接，反向二极管用于防止由于负载正负极接反，造成负载的损坏。

电流取样模块206具体可以为取样电阻RS1；取样电阻RS1两端分别与MOS管Q3的源极以及接地端连接。取样电阻可以是高精度1％，高稳定性，大功率50W封装的0.1欧姆取样电阻。电源输出的电流经过负载和电流驱动模块204后，到达取样电阻，再到接地，电流形成闭环系统。

反馈模块207具体可以包括：第八电容C8、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第三OPA4192运算放大器U3；第三OPA4192运算放大器U3的管脚包括：第三正相输入端、第三反相输入端、第三输出端、第三+VCC端口、第三-VCC端口；第三+VCC端口与+12V的VCC电源连接、第三-VCC端口与-12V的VCC电源连接；第七电阻R7的输出与第三正相输入端连接，输出端与电流取样模块206以及电流驱动模块205中的第三RC并联电路的输出端连接，第三正相输入端通过第七电阻R7接收取样电压；第八电阻R8的输入端与第三反相输入端连接，输出端接地；第九电阻R9的输入端与第三输出端连接，输出端与信号比较模块202中的第二反相输入端连接，第三输出端通过第九电阻R9将反馈信号输出至第二反相输入端；第十电阻R10的两端分别与第九电阻R9的输出端以及第七电阻R7的输入端连接；第十一电阻R11与第八电容C8串联组成第一串联电路，第十二电阻R12与第一串联电路并联；第十二电阻R12与第一串联电路的并联电路的两端分别与第三输出端以及第三反向输入端连接。

本申请的激光器驱动电路可生成50KHZ电流信号满足激光器调整频率。在激光加工过程中，需要随时切换脉冲切割和连续切割两种方式，如果只有其中一种工作方式，无法满足切割工艺要求。本申请的激光器，可自由切换连续模块或脉冲模式，产生连续电流或脉冲电流。目前，绝大部分激光器泵浦需求的脉冲电流为15A，连续电流为10A，本申请的激光器驱动电路产生的脉冲电流可达30A，连续电流可达20A，满足绝大部分激光器泵浦的需求。本申请的激光器驱动电路的负载电压范围为3V-70V，适用于市场上各种激光器泵源。

参照图3所示是本申请实施例中上升沿时间示意图。本申请的激光器驱动电路输出到激光器泵浦的脉冲电流可达30A，最大电流上升时间小于1us；这么短的上升时间，可以保证电流产生电流过冲。

参考图4所示是本申请实施例中电流纹波的示意图，激光器驱动电路输出连续电流可达20A，电流纹波小于50mA，电流纹波大小直接影响泵源输出功率的稳定性；泵源连续模式电流一般在20A以内，泵源驱动行业内要求纹波小于1％，而本申请的驱动电路电流纹波控制在50mA以内，纹波小于0.25％，远远高于行业标准。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本申请实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本申请实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请实施例是参照根据本申请实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的一种激光器驱动电路，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (9)

1.一种激光器驱动电路，其特征在于，包括：信号处理模块、信号比较模块、信号转化模块、电源滤波模块、电流驱动模块、电流取样模块、反馈模块；

所述信号处理模块，与信号源连接，用于接收信号源提供的输入电压信号，对所述输入电压信号进行放大稳定处理生成放大输入信号；

所述信号比较模块，与所述信号处理模块连接，用于接收所述放大输入信号、预设基准信号和反馈信号，并采用所述放大输入信号、预设基准信号和反馈信号生成控制电压信号；

所述信号转化模块，与所述信号比较模块连接，用于对所述控制电压信号进行放大处理，生成放大控制信号；

所述电源滤波模块，用于与电源连接，接收电源电压，并且与负载连接，向负载输出驱动电流信号；

所述电流驱动模块，与所述信号转化模块和所述电源滤波模块连接，用于将所述放大控制信号转化为所述驱动电流信号；

所述电流取样模块，与所述电流驱动模块连接，用于对流过所述电流驱动模块和负载之后的电流进行取样，得到取样电压；

所述反馈模块，与所述电流取样模块和所述信号比较模块连接，用于对所述取样电压进行滤波放大处理生成反馈信号，并将所述反馈信号输出至所述信号比较模块；

所述信号比较模块包括：第一RC并联电路，用于将所述控制电压信号转换为反馈信号；

所述电流驱动模块包括：第二RC并联电路和第三RC并联电路，用于滤波选频；当输入电压信号为脉冲信号时，流经所述第一RC并联电路、第二RC并联电路和第三RC并联电路之后的信号，产生过流脉冲。

2.根据权利要求1所述的激光器驱动电路，其特征在于，所述信号处理模块包括：第一运算放大器、第一电容、第二电容；所述第一运算放大器的管脚包括：第一正相输入端、第一反相输入端、第一输出端、第一+VCC端口、第一-VCC端口；

所述第一正相输入端接收所述输入电压信号；

所述第一电容的输入端与所述第一-VCC端口以及-VCC电源连接；

所述第二电容的输入端与所述第一+VCC端口以及+VCC电源连接，输出端接地；

所述第一反相输入端与所述第一输出端连接；

所述第一运算放大器、第一电容、第二电容，形成射极跟随器，对输入电压信号进行放大稳定处理，生成放大输入信号。

3.根据权利要求1所述的激光器驱动电路，其特征在于，所述信号比较模块包括：第二运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第三电容；所述第二运算放大器作为比较器对所述放大输入信号、预设基准信号和反馈信号进行比较处理，生成控制电压信号；

所述第二运算放大器的管脚包括：第二正相输入端、第二反相输入端、第二输出端；

所述第一电阻的输入端与+VCC电源连接，输出端与所述第二反相输入端连接，所述预设基准信号为所述+VCC电源通过所述第一电阻输入所述第二反相输入端的信号；

所述第二电阻的输入端与所述信号处理模块的第一输出端连接，输出端与所述第二正相输入端连接，所述第二正相输入端通过所述第二电阻接收所述输入信号处理模块输出的放大输入信号；

所述第三电阻与第三电容并联组成所述第一RC并联电路，所述第一RC并联电路的两端分别与所述第二输出端和第二反相输入端连接形成反馈电路，将所述第二输出端输出的控制电压信号反馈至反相输入端作为反馈信号。

4.根据权利要求1所述的激光器驱动电路，其特征在于，所述信号转化模块包括：第四电阻、第一二极管、第二二极管；所述第一二极管和第二二极管为共射级二极管；

所述第一二极管的基极与所述第二二极管的基极连接；

所述第一二极管的射极与所述第二二极管的射极连接，所述第一二极管的集电极与+VCC电源连接，所述第二二极管的集电极与-VCC电源连接；

所述第四电阻的两端分别与所述信号比较模块以及所述第一二极管的基极和所述第二二极管的基极连接。

5.根据权利要求1所述的激光器驱动电路，其特征在于，所述电流驱动模块包括：第四电容、第五电容、第五电阻、第六电阻、MOS管；

所述第四电容与第五电阻并联组成所述第二RC并联电路，所述第二RC并联电路的两端分别与所述信号转换模块以及所述MOS管的栅极连接；

所述第五电容与第六电阻并联组成所述第三RC并联电路，所述第三RC并联电路的一端与所述MOS管的漏极连接，另一端与所述电流取样模块以及所述反馈模块连接；

所述MOS管的源极与电流取样模块连接；

所述MOS管的漏极与电源滤波模块连接。

6.根据权利要求5所述的激光器驱动电路，其特征在于，所述电源滤波模块包括：电感、第六电容、第七电容、正输出端口、负输出端口、反向二极管；

所述第六电容与第七电容并联，所述第六电容与第七电容的并联电路的输入端与所述电感的输出端连接，输出端接地；

所述电感的输入端与电源连接，接收电源电压，输出端与所述第六电容和所述第七电容的并联电路的输入端以及所述正输出端口连接；

所述正输出端口与负载的正极连接；

所述负输出端口与负载的负极连接；

所述反向二极管的正极与所述正输出端口连接，负极与所述负输出端口连接，所述反向二极管用于防止由于负载正负极接反，造成负载的损坏。

7.根据权利要求5所述的激光器驱动电路，其特征在于，所述电流取样模块为取样电阻；所述取样电阻两端分别与所述MOS管的源极以及接地端连接。

8.根据权利要求5所述的激光器驱动电路，其特征在于，所述反馈模块包括：第八电容、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第三运算放大器；所述第三运算放大器的管脚包括：第三正相输入端、第三反相输入端、第三输出端；

所述第七电阻的输出与所述第三正相输入端连接，输出端与所述电流取样模块以及所述电流驱动模块中的第三RC并联电路的输出端连接，所述第三正相输入端通过所述第七电阻接收所述取样电压；

所述第八电阻的输入端与所述第三反相输入端连接，输出端接地；

所述第九电阻的输入端与所述第三输出端连接，输出端与所述信号比较模块中的第二反相输入端连接，所述第三输出端通过所述第九电阻将反馈信号输出至所述第二反相输入端；

所述第十电阻的两端分别与所述第九电阻的输出端以及所述第七电阻的输入端连接；

所述第十一电阻与所述第八电容串联组成第一串联电路，所述第十二电阻与第一串联电路并联；

所述第十二电阻与第一串联电路的并联电路的两端分别与所述第三输出端以及第三反向输入端连接。

9.根据权利要求8所述的激光器驱动电路，其特征在于，所述+VCC电源为+12V，所述-VCC电源为-12V。