CN106100513A - 一种高电压分布式激光供能单元 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高电压分布式激光供能单元，所述光电池为多个且安装在基板上，多个光电池之间为串联连接且通过基板上安装的两个连接器分别连接两个导线，在散热器上安装盖住所述基板的光纤接头盒，光纤接头盒上安装一保护盖，光纤接头盒上端面均布安装的光纤接头下端部伸入光纤接头盒内且每一个光纤接头与一个光电池相对位，每个光纤接头的上端均通过光纤连接所述激光器的输出端。本发明中，每个激光器可输入1～100W的光功率，光电池的转换效率可达50％，组合后可输出高电压和高功率，可选择不同的激光器，或者分别调整阵列式激光器中的每个激光器功率，使每个电池输出的电流相匹配，提高产品可靠性，实现系统的最大功率输出。
Description
技术领域
本发明属于激光供能结构改进技术领域，尤其是一种高电压分布式激光供能单元。
背景技术
传统的激光供能系统中，由光纤导入激光，然后通过光电池将激光转换为电能，然后为设备提供能量，其具有传输距离远、效率高的优点，被应用于高压电力输电力输送电子互感器、隔离断路器、核磁共振、微型蚂蚁、植入式为医疗维系统、无源光网络监测系统、风力发电机机械结构健康监测系统、光纤测量系统、武器控制系统、电磁兼容性测试设备、飞机燃料传感器和仪表、执行器和联动装置、机翼燃油舱门互锁等处。目前，激光供能输出功率一般为0.5W至1W，而高电压，大功率激光供能产品较为少见。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供高电压、高功率的一种高电压分布式激光供能单元。
本发明采取的技术方案是：
一种高电压分布式激光供能单元，包括激光器、玻璃片、基板、光电池和散热器，散热器上安装基板，基板上方设置玻璃片，激光器通过光纤导出的激光位于玻璃片上方，其特征在于：所述光电池为多个且安装在基板上，多个光电池之间为串联连接且通过基板上安装的两个连接器分别连接两个导线，在散热器上安装盖住所述基板的光纤接头盒，光纤接头盒上安装一保护盖，光纤接头盒上端面均布安装的光纤接头下端部伸入光纤接头盒内且每一个光纤接头与一个光电池相对位，每个光纤接头的上端均通过光纤连接所述激光器的输出端。
而且，所述基板和光纤接头盒之间的散热器上安装一承载框，该承载框上端面安装玻璃片，每个光纤接头下端面射出的激光穿过玻璃片后照射到基板上安装的光电池表面。
而且，所述基板采用覆铜陶瓷基板、铝基板或者铜基板，基板上安装有多个用于保护光电池的旁路二极管。
而且，所述光电池采用硅电池、砷化镓电池、铟镓砷电池、三五族系列电池。
而且，所述散热器上设置风冷散热结构或水冷散热结构。
本发明的优点和积极效果是：
本发明中，光电池采用串联连接方式，每个光电池上方的玻璃片对位设置一个光纤接头，多个光纤接头均通过光纤连接阵列式激光器，每个激光器可输入1～100W的光功率，光电池的转换效率可达50％，组合后可输出高电压和高功率，光电池设置旁路二极管进行保护，即使个别光电池损坏，旁路二极管导通使系统正常使用，避免由此带来的损失，可选择不同功率的激光器，或者分别调整阵列式激光器中的每个激光器功率，从而使得每个电池输出的电流相匹配，提高产品可靠性，实现系统的最大功率输出。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的爆炸图；
图3是图1的截面图；
图4是图2基板、光电池和旁路二极管的示意图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
一种高电压分布式激光供能单元，如图1～4所示，包括激光器7、玻璃片13、基板18、光电池16和散热器8，散热器上安装基板，基板上方设置玻璃片，激光器通过光纤导出的激光位于玻璃片上方，本发明的创新在于：所述光电池为多个且安装在基板上，多个光电池之间为串联连接且通过基板上安装的两个连接器15分别连接两个导线3，在散热器上安装盖住所述基板的光纤接头盒12，光纤接头盒上安装一保护盖1，光纤接头盒上端面均布安装的光纤接头11下端部20伸入光纤接头盒内且每一个光纤接头与一个光电池相对位，每个光纤接头的上端均通过光纤连接所述激光器的输出端。
本实施例中，光电池为十个，相互串联连接，保护盖上端面制出开孔9，激光器与开孔之间安装套管6，在套管内布设光纤，光纤接头盒下端部制出挡边5，保护盖下端部制出折弯边4，挡边在光纤接头盒安装在散热器上端面时同样压在散热器上端面，折弯边压在挡边上，折弯边、挡边和散热器四角处制出的螺栓孔10内穿装的螺栓将三者固定，为了使导线伸出，在保护盖和光纤接头盒靠近连接器的侧壁上制出过线孔2，使导线伸出。
所述基板和光纤接头盒之间的散热器上安装一承载框14，该承载框上端面安装玻璃片，每个光纤接头下端面射出的激光穿过玻璃片后照射到基板上安装的光电池表面，承载框靠近连接器的侧壁上同样制出过线孔2。
基板采用覆铜陶瓷基板、铝基板或者铜基板，基板上安装有多个用于保护光电池的旁路二极管15。所述光电池采用硅电池、砷化镓电池、铟镓砷电池、三五族系列电池。所述散热器上设置风冷散热结构或水冷散热结构。
基板被绝缘沟槽21分割开来，光电池通过金带22与分割开来的覆铜层23实现串联连接，旁路二极管与每一个光电池并联连接，一旦个别光电池出现损坏，其它的光电池仍然可以导通。
承载框可选择铝或者铜，表面可镀镍、镀铬或镀锌等，光电池，旁路二极管以及连接器可通过银胶、回流焊或者真空焊焊接到基板上，基板可通过导热胶或者导电银胶粘接到散热器上，也可通过锡焊接到散热器上。
本发明中，光电池采用串联连接方式，每个光电池上方的玻璃片对位设置一个光纤接头，多个光纤接头均通过光纤19连接阵列式激光器，每个激光器可输入1～100W的光功率，光电池的转换效率可达50％，组合后可输出高电压和高功率，光电池设置旁路二极管进行保护，即使个别光电池损坏，旁路二极管导通使系统正常使用，避免由此带来的损失，可选择不同功率的激光器，或者分别调整阵列式激光器中的每个激光器功率，从而使得每个电池输出的电流相匹配，提高产品可靠性，实现系统的最大功率输出。
Claims (5)
1.一种高电压分布式激光供能单元，包括激光器、玻璃片、基板、光电池和散热器，散热器上安装基板，基板上方设置玻璃片，激光器通过光纤导出的激光位于玻璃片上方，其特征在于：所述光电池为多个且安装在基板上，多个光电池之间为串联连接且通过基板上安装的两个连接器分别连接两个导线，在散热器上安装盖住所述基板的光纤接头盒，光纤接头盒上安装一保护盖，光纤接头盒上端面均布安装的光纤接头下端部伸入光纤接头盒内且每一个光纤接头与一个光电池相对位，每个光纤接头的上端均通过光纤连接所述激光器的输出端。
2.根据权利要求1所述的一种高电压分布式激光供能单元，其特征在于：所述基板和光纤接头盒之间的散热器上安装一承载框，该承载框上端面安装玻璃片，每个光纤接头下端面射出的激光穿过玻璃片后照射到基板上安装的光电池表面。
3.根据权利要求2所述的一种高电压分布式激光供能单元，其特征在于：所述基板采用覆铜陶瓷基板、铝基板或者铜基板，基板上安装有多个用于保护光电池的旁路二极管。
4.根据权利要求3所述的一种高电压分布式激光供能单元，其特征在于：所述光电池采用硅电池、砷化镓电池、铟镓砷电池、三五族系列电池。
5.根据权利要求4所述的一种高电压分布式激光供能单元，其特征在于：所述散热器上设置风冷散热结构或水冷散热结构。
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