CN106803667B - 一种双电源高功率准直器保护电路 - Google Patents

一种双电源高功率准直器保护电路 Download PDF

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Abstract

一种双电源高功率准直器保护电路，由第一电源接头1、第二电源接头2、常规漆包导线3、低温熔断漆包导线4、温度开关5、保护电阻6、光敏电阻6和带延迟的N555集成控制继电开关电路板7组成。通过低温熔断漆包导线4、温度开关5和光敏电阻‑继电开关分别对高功率激光的输出光纤、高功率准直器壳体发热部位和器件内部漏光部位进行保护。三重保护都是在出问题时保护电路自动断开，延时功能让控制激光器的电源自动断电，起到保护激光系统的作用。集成电路与线性链接使得保护电路结构紧凑、体积更小，温度开关与延时继电器还可重复使用。从而使高功率准直器使用更加安全，保护电路更加智能、实用、方便。

Description

一种双电源高功率准直器保护电路
技术领域
本发明涉及激光加工、激光通信、激光医疗、军事、科学研究等领域，尤其是一种双电源高功率准直器保护电路。
背景技术
在现代高功率激光产品广泛应用于光纤传感、激光通信、激光加工、医疗、军事、科学研究等领域，由于高功率激光产品在使用时往往受到外界环境影响，温度、湿度、空气洁净度都会影响其自身寿命，而且这种影响在高功率激光的作用下往往会形成恶性循环，使得激光产品会快速老化，其结果不仅会导致产品自身的损坏，其高功率激光经散射或反射到激光泵浦或其他光电设备上，极易导致整个系统被烧坏瘫痪。目前的高功率激光产品都是针对问题集中位置进行单一保护，国外常见的是用单一铜漆包线作为保护电路，然而铜漆包线的熔点非常高，而且导致高功率激光产品损毁的影响因素有很多，影响的大小和效果都不尽相同，常常出现保护电路完好，但激光产品甚至整个激光系统出现问题。本发明揭示的保护电路，从光、电、热多方位，多种保护方式来解决上述问题，使高功率激光产品使用更加安全，系统保护更加智能，更加方便。
发明内容
本发明的目的是提供一种双电源高功率准直器保护电路，三重保护使高功率准直器出现问题时保护电路自动断开，让控制激光器的电源自动断电，使用更加安全、智能、实用、方便。
为了实现上述目的，本发明的一种双电源高功率准直器保护电路由第一电源接头1、第二电源接头2、常规漆包导线3、低温熔断漆包导线4、温度开关5、保护电阻6、光敏电阻6和带延迟的N555集成控制继电开关电路板7组成。光敏电阻6和带延迟的N555集成控制继电开关电路板7组成光电开关，通过低温熔断漆包导线4、温度开关5和光电开关分别对高功率激光的输出光纤、高功率准直器壳体发热部位和器件内部漏光部位进行保护。三重保护的机理都是在高功率准直器出现问题时保护电路自动断开，外加其延时功能能够让控制激光器的电源自动断电，从而保护激光系统不会被损坏。
带延迟的N555集成控制继电开关电路板7包括可调延时控制电路、高低电平判断控制电路、继电器及其控制电路，与光敏电阻6组合形成光电开关，断开时间小于10ms，重新闭合时间1s-50s可调。
低温熔断漆包导线4将第二电源接头2、温度开关5、保护电阻6和N555集成电路上的继电器常开端和公共端按照正进负出原则串联到一起；用常规漆包导线3将带延迟的N555集成控制继电开关电路板7的驱动正负极与第一电源头按正进负出原则串联到一起；用导线将光敏电阻6与带延迟的N555集成控制继电开关电路板7连接到一起。
所述的低温熔断漆包导线4可以是跟高功率准直器的发热量和保护温度相对应的温度等级的铝漆包线，也可以是能够在130℃-600℃内熔断且导电良好的导线，导线外有绝缘套管或绝缘涂覆层。
所述的常规漆包线可以是铜漆包线，也可以是导电性能良好的导线，导线外有绝缘套管或绝缘涂覆层。
所述的第一电源接头1所用电压低于36V安全电压且与N555集成控制继电开关电路板的驱动电压一致。
所述的第二电源接头2外部与激光泵浦电源的控制电源相连接，所用电压低于36V安全电压，且与保护电阻6形成低于10mA的合适保护电流，一旦与之相连的产品保护电路断路，激光泵浦电源的控制电源就会断开激光泵浦电源，保护激光系统。
优选的，所述的温度开关5断开所需的温度是与高功率准直器的发热量和保护温度相对应的温度。
优选的，所述的光敏电阻6可以用电阻值随光强变化的其他光电元件。
本发明描述的一种双电源高功率准直器保护电路，三重保护，在高功率准直器出现问题时保护电路自动断开，断开时间短，速度快，其延时功使得一段时间内不会再次闭合，从而使控制激光器的电源自动断电，无需人工控制，集成电路与线性链接使得保护电路结构紧凑、体积更小，从而使高功率准直器使用更加安全，自动断电保护，使用更加智能、实用、方便。
附图说明
图1是本发明实例提供的一种双电源高功率准直器保护电路结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，低温熔断漆包导线4将第二电源接头2、温度开关5、保护电阻6和N555集成电路上的继电器常开端和公共端按照正进负出原则串联到一起；用常规漆包导线3将带延迟的N555集成控制继电开关电路板7的驱动正负极与第一电源头按正进负出原则串联到一起；用导线将光敏电阻6与带延迟的N555集成控制继电开关电路板7连接到一起，第一电源接头1和第二电源接头2分别固定封装在高功率准直器管壳或尾纤盒上。
将低温熔断漆包导线4、温度开关5和光电开关分别置于高功率准直器的管壳内部和高功率激光的输出光纤、高功率准直器壳体易发热部位和器件内部易漏光部位。
将第一电源接头1与驱动电源相连接，电源电压为带延迟的N555集成控制继电开关电路板7的驱动电压，第二电源接头2与激光器系统电源的控制电源相连。
正常工作时，高功率准直器管壳和铠装光缆内部全封闭没有任何光线，器件发热量比较小，保护电路正常工作。
当器件出光端面出现脏污或其它问题时，高功率激光在器件内部发生散射，散射出来的光被光敏电阻6接收到以后，其电阻值迅速下降，形成一个高电平， N555集成电路接收到高电平后，作出判断，控制继电器断开，泵浦激光器断电保护开关便会切断电源，此时泵浦激光器没有激光输出。
一旦没有激光输出后，高功率准直器管壳内没有光散射出来，光敏电阻6产生低电平，但是由于N555集成电路的延时功能，保护电路断电后维持断开一段时间1s-10s，延迟时间过后，继电器重新闭合，由于泵浦激光器断电保护开关已将电源断开，泵浦激光器不会重新工作，直到被重新启动。此处原理与正在工作的电脑突然停电后关机，几秒后重新来电，电脑不会工作，直到重新启动。
如果散射出来的光没有被光敏电阻6接收，或者散射光强度不够，不足以让继电器断电，此时激光能量急剧积累，壳体内部温度迅速上升，当温度高于温度开关5的断开温度时，温度开关5断开，保护电路断路，泵浦激光器断电保护开关便会切断电源，此时没有激光输出。从而保护激光泵浦系统。
一旦没有激光输出后，高功率准直器管壳内温度会逐渐降低，过一段时间后温度逐渐降低，当温度低于温度开关5的闭合温度时，温度开关5重新闭合，由于泵浦激光器断电保护开关已将电源断开，泵浦激光器不会重新工作，直到被重新启动。
当输出光纤出现光损，或者散射回来的光反射回输出光纤，并伴有散射时，光纤温度急剧升高，达到低温熔断漆包导线4的熔点时，低温熔断漆包导线4断开，保护电路断路，泵浦激光器电源断开。
由于高功率准直器管壳和光缆都是封闭结构，所以最前端的输出透镜位置和光纤包层端面位置以及熔接点位置一般最先出现问题，从而前段被处理过的光纤位置最先散射出光，光敏电阻6最先检测到，其次是光能量转化成热能并急剧积累，使得管壳内温度升高，此时温度开关5便会检测到温度变化。当散射光和热量继续往后传输此时才会传输到光纤上，若散射光能量较高，光纤周围温度较高，此时低温熔断漆包导线4才能断开。
由于光电开关和温度开关5断开后如果没有光都能够自我闭合，如果出现准直器端面脏污等问题，导致光电开关或温度开关5断开，而低温熔断漆包导线4还没断开，将高功率光纤准直器问题解决后，高功率准直器及其保护电路可重新开机使用，减少器件返工，提高产品利用率，大大减少成本。
由于采用了上述方案，本发明提供的双电源高功率准直器保护电路，通过低温熔断漆包导线4、温度开关5和光电开关分别对高功率激光的输出光纤、高功率准直器壳体发热部位和器件内部漏光部位进行保护，自动断电保护反应速度快，时间短，安全性高。集成电路与线性链接使得保护电路结构紧凑、体积更小，使用更方便。断电一段时间后能够自动复合，可重复性利用，成本更低。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种双电源高功率准直器保护电路，其特征在于：所述的一种双电源高功率准直器保护电路，由第一电源接头(1)、第二电源接头(2)、常规漆包导线(3)、低温熔断漆包导线(4)、温度开关(5)、保护电阻(6)、光敏电阻(8)及其导线(3)和带延迟的N555集成控制继电开关电路板(7)组成；
低温熔断漆包导线(4)将第二电源接头(2)、温度开关(5)、保护电阻(6)和带延迟的N555集成控制继电开关电路板(7)上的继电器常开端和公共端按照正进负出原则串联到一起；用常规漆包导线(3)将带延迟的N555集成控制继电开关电路板(7)的驱动正负极与第一电源头按正进负出原则串联到一起；用低温熔断漆包导线(4)将光敏电阻(6)与带延迟的N555集成控制继电开关电路板(7)连接到一起；
本保护电流应用于高功率隔离器、高功率激光器、高功率切割头及其他需要光电保护的高功率光电产品。
2.如权利要求1所述的双电源高功率准直器保护电路，其特征在于：带延迟的N555集成控制继电开关电路板(7)包括可调延时控制电路、高低电平判断控制电路、继电器及其控制电路，与光敏电阻(8)组合形成光电开关，断开时间小于10ms，重新闭合时间1s-10s可调。
3.如权利要求1所述的双电源高功率准直器保护电路，其特征在于：所述的低温熔断漆包导线(4)是跟高功率准直器的发热量和保护温度相对应的温度等级的铝漆包线，或是能够在130℃-600℃内熔断且导电良好的导线，导线外有绝缘套管或绝缘涂覆层。
4.如权利要求1所述的双电源高功率准直器保护电路，其特征在于：所述的常规漆包线(3)是铜漆包线。
5.如权利要求1所述的双电源高功率准直器保护电路，其特征在于：所述的第一电源接头(1)所用电压低于36V安全电压且与N555集成控制继电开关电路板的驱动电压一致。
6.如权利要求1所述的双电源高功率准直器保护电路，其特征在于：所述的第二电源接头(2)外部与激光泵浦电源的控制电源相连接，所用电压低于36V安全电压，且与保护电阻(6)形成低于10mA的合适保护电流，一旦与之相连的产品保护电路断路，激光泵浦电源的控制电源就会断开激光泵浦电源，保护激光系统。
7.如权利要求1所述的双电源高功率准直器保护电路，其特征在于：所述的温度开关(5)断开所需的温度是与高功率准直器的发热量和保护温度相对应的温度。
8.如权利要求1所述的双电源高功率准直器保护电路，其特征在于：所述的光敏电阻(6)采用电阻值随光强变化的其他光电元件。
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