CN110221565B - 脉冲电流工作状态的老化回馈负载控制电路及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种脉冲电流工作状态的老化回馈负载控制电路及控制方法，应用于激光器电源，激光器电源为一个或多个串联，所述控制电路包括：交错驱动模块、回馈负载模块以及相互并联的两个电子开关，交错驱动模块输出交错驱动信号，驱动两个电子开关交错导通，保持输出电压为连续供电；回馈负载模块控制激光器电源的电流，达到模拟激光器电源的实际工作状态进行老化。本发明可以解决模拟激光器实际的工作状态的同时，还可以改变因老化时纯电阻负载损耗大的问题，相比现有技术，本发明更具有高效率，高电能利用率，低成本，操作方便，改制简单，可满足实现模拟不同的激光器电源的工作状态要求。
Description
技术领域
本发明涉及电源生产老化使用的脉冲电流工作状态的老化回馈负载设备，例如应用在激光器脉冲工作老化控制技术领域，特别涉及电源在激光器产品的宽工作频率调制范围、工作脉冲占空比可变的输出模拟老化控制技术，具体涉及一种脉冲电流工作状态的老化回馈负载控制电路及控制方法。
背景技术
现有的激光器电源脉冲工作老化测试分为两种形式；第一种是单脉冲输出接纯电阻负载或二极管负载老化，能耗型负载导致电能纯损耗，浪费大量电能。第二种是可以接回馈电子负载老化，因为激光器电源的输出电压脉冲频率范围较宽，占空比可变，模式较多，回馈电子负载反应速度慢，不能模拟激光器真实的脉冲工作状态，不能满足脉冲老化要求。
发明内容
本发明提出了一种脉冲电流工作状态的老化回馈负载控制电路及控制方法，可满足实现模拟不同的激光器电源的实际工作状态要求，以及可以改变因老化时纯电阻负载损耗大的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种脉冲电流工作状态的老化回馈负载控制电路，所述激光器电源为一个或多个串联，所述控制电路包括：交错驱动模块、回馈负载模块以及相互并联的第一电子开关和第二电子开关，其中：
所述交错驱动模块，通过所述相互并联的第一电子开关和第二电子开关连接所述激光器电源，用于输出交错驱动信号，驱动所述第一电子开关和第二电子开关交错导通，保持输出电压为连续供电；
所述回馈负载模块，通过所述相互并联的第一电子开关和第二电子开关连接所述激光器电源，用于控制激光器电源的电流，达到模拟激光器电源的实际工作状态进行老化。
其中，所述脉冲电流工作状态的老化回馈负载控制电路还包括：第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的阴极连接所述第一电子开关，所述第一二极管的阳极连接所述激光器电源的输出端；所述第二二极管阴极连接所述第二电子开关，所述第一二极管的阳极连接所述激光器电源的输出端。
其中，所述回馈负载模块包括：回馈电子负载，所述回馈电子负载的输出端通过市电连接所述激光器电源的输入端，输入端通过所述相互并联的第一电子开关和第二电子开关连接所述激光器电源的输出端，所述回馈电子负载用于通过调节其功率来控制所述激光器电源的电流。
其中，所述回馈负载模块包括：电流控制模块，所述电流控制模块的输出端连接所述激光器电源的输入端，所述电流控制模块的输出端还通过第三二极管连接外接AC/DC电源，所述电流控制模块用于通过调节外接输入电压来控制所述激光器电源的电流。
其中，所述交错驱动模块包括：数字信号处理器件DSP或单片机MCU，或者，所述交错驱动模块包括单片机MCU和上位机，所述单片机MCU和上位机通讯连接。
其中，所述第一电子开关和第一电子开关均为MOS管或IGBT，若为MOS管，所述第一电子开关的栅极连接交错驱动模块，漏极连接所述第一二极管的阴极，源极连接所述回馈负载模块；所述第二电子开关的栅极连接交错驱动模块，漏极连接所述第二二极管的阴极，源极连接所述回馈负载模块。
本发明还提出一种激光器电源模拟老化负载的控制方法，所述方法应用于脉冲电流工作状态的老化回馈负载控制电路，所述激光器电源为一个或多个串联，所述控制电路包括：交错驱动模块、回馈负载模块以及相互并联的第一电子开关和第二电子开关，所述方法包括以下步骤：
在所述激光器电源接通市电后，所述激光器电源产生输出电压；
当检测到激光器有输出后，所述交错驱动模块工作，输出交错驱动信号，驱动所述第一电子开关和第二电子开关交错导通，保持输出电压为连续供电；
所述回馈负载模块控制激光器电源的电流，达到模拟激光器电源的实际工作状态进行老化。
其中，所述交错驱动模块包括：数字信号处理器件DSP或单片机MCU，所述交错驱动信号由所述数字信号处理器件DSP或单片机MCU输出。
其中，所述交错驱动模块包括单片机MCU和上位机，所述交错驱动信号由所述单片机MCU根据外部通讯电路及所述上位机发出的指令或手动调节指令进行实时调频与调宽而输出。
本发明的有益效果是：本发明提出的脉冲电流工作状态的老化回馈负载控制电路及控制方法，控制电路包括：交错驱动模块、回馈负载模块以及相互并联的第一电子开关和第二电子开关，交错驱动模块通过所述相互并联的第一电子开关和第二电子开关连接所述激光器电源，用于输出交错驱动信号，驱动所述第一电子开关和第二电子开关交错导通，保持输出电压为连续供电；所述回馈负载模块通过所述相互并联的第一电子开关和第二电子开关连接所述激光器电源，用于控制激光器电源的电流，达到模拟激光器电源的实际工作状态进行老化，本发明可以解决模拟激光器实际的工作状态的同时，还可以改变因老化时纯电阻负载损耗大的问题，解决模拟激光器电源实际状态，同时也能够使用普通回馈式电子负载，并且还能在回馈式电子负载的基础上更改出更加节能的控制方式，相比现有技术，本发明更具有高效率，高电能利用率，低成本，操作方便，改制简单，可满足实现模拟不同的激光器电源的工作状态要求。
附图说明
图1是本发明脉冲电流工作状态的老化回馈负载控制电路的一种结构示意图；
图2是本发明脉冲电流工作状态的老化回馈负载控制电路的另一种结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明涉及激光器电源的脉冲老化控制技术领域，特别涉及激光器电源脉冲输出模拟老化控制技术，同时解决在激光器电源模拟老化时不能使用普通回馈电子负载的问题，同时还可将普通回馈电子负载控制方式进行优化，更加节能。
具体地，请参照图1及图2，本发明提出一种脉冲电流工作状态的老化回馈负载控制电路，所述激光器电源为一个或多个串联，所述控制电路包括：交错驱动模块、回馈负载模块以及相互并联的第一电子开关和第二电子开关，其中：
所述交错驱动模块，通过所述相互并联的第一电子开关和第二电子开关连接所述激光器电源，用于输出交错驱动信号，驱动所述第一电子开关和第二电子开关交错导通，保持输出电压为连续供电；
所述回馈负载模块，通过所述相互并联的第一电子开关和第二电子开关连接所述激光器电源，用于控制激光器电源的电流，达到模拟激光器电源的实际工作状态进行老化。
所述脉冲电流工作状态的老化回馈负载控制电路还包括：第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的阴极连接所述第一电子开关，所述第一二极管的阳极连接所述激光器电源的输出端；所述第二二极管阴极连接所述第二电子开关，所述第一二极管的阳极连接所述激光器电源的输出端。
本发明交错驱动模块包括两点，一是利用单片机编写出交错驱动信号；二是通过外部通讯电路和上位机给单片机发出指令或者人工手动调节，对单片机进行实时调频与调宽，达到在回馈电子负载稳定正常工作的情况下，实现模拟激光器电源各种频率各种脉宽下的工作状态的组合。回馈式电子负载模块主要是通过对其功率调节，控制激光器电源的电流，满足不同功率不同类型的激光器电源的老化。
具体地，作为一种实施方式，如图1所示，所述回馈负载模块包括：回馈电子负载，所述回馈电子负载的输出端通过市电连接所述激光器电源的输入端，输入端通过所述相互并联的第一电子开关和第二电子开关连接所述激光器电源的输出端，所述回馈电子负载用于通过调节其功率来控制所述激光器电源的电流。
作为另一种实施方式，如图2所示，所述回馈负载模块包括：电流控制模块，所述电流控制模块的输出端连接所述激光器电源的输入端，所述电流控制模块的输出端还通过第三二极管连接外接AC/DC电源，所述电流控制模块用于通过调节外接输入电压来控制所述激光器电源的电流。
其中，所述交错驱动模块可以由分立元件组成或者采用独立的逻辑器件，所述逻辑器件可以是数字信号处理器件DSP或单片机MCU。在本实施例中，驱动模块控制器采用单片机，其具有很高的性价比和出色的控制性能。当然，也可采用其它具有相同功能的逻辑器件，本发明对此不做限定。
其中，所述第一电子开关和第一电子开关均为MOS管或IGBT，若为MOS管，所述第一电子开关的栅极连接交错驱动模块，漏极连接所述第一二极管的阴极，源极连接所述回馈负载模块；所述第二电子开关的栅极连接交错驱动模块，漏极连接所述第二二极管的阴极，源极连接所述回馈负载模块。
本发明提出的脉冲电流工作状态的老化回馈负载控制电路及控制方法，控制电路包括：交错驱动模块、回馈负载模块以及相互并联的第一电子开关和第二电子开关，交错驱动模块通过所述相互并联的第一电子开关和第二电子开关连接所述激光器电源，用于输出交错驱动信号，驱动所述第一电子开关和第二电子开关交错导通，保持输出电压为连续供电；所述回馈负载模块通过所述相互并联的第一电子开关和第二电子开关连接所述激光器电源，用于控制激光器电源的电流，达到模拟激光器电源的实际工作状态进行老化，本发明可以解决模拟激光器实际的工作状态的同时，还可以改变因老化时纯电阻负载损耗大的问题，解决模拟激光器电源实际状态，同时也能够使用普通回馈式电子负载，并且还能在回馈式电子负载的基础上更改出更加节能的控制方式，相比现有技术，本发明更具有高效率，高电能利用率，低成本，操作方便，改制简单，可满足实现模拟不同的激光器电源的工作状态要求。
以下对本发明两种实施方案进行详细阐述：
请参见图1，此图为本发明的一种激光器模拟老化负载工作线路图，该控制电路包括：一个交错驱动模块(模拟负载控制MCU和上位机)、两个二极管，两个电子开关(MOS或IGBT)及回馈负载模块组成，该线路的工作模式为：
接通市电后，激光器电源工作，模拟负载控制MCU模块输出驱动信号，驱动两个电子开关(元件V1，V2)交错导通，保持Vout电压为连续供电，同时Vout接进回馈电子负载模块，回馈负载输出接到电网，达到模拟激光器电源的实际工作状态进行老化。
在图1所示的两路驱动电路中，即在V1导通后，Vout1+电压通过V1输出到Vout。当V1工作一段时间还未关断之前，此时V2导通后V1与V2同时导通，然后V1再关断，同理：V2工作一段时间还未关断之前，此时V1导通后V1与V2同时导通，然后V2再关断，以此来稳定Vout电压为连续供电不会中断，保证回馈电子负载能够一直正常工作。同时驱动模块还能自动和手动调节驱动频率与驱动占空比，以此来模拟满足不同激光器的工作状态，因此提高了工作效率，并且达到节能效果。
请参见图2，此图为本发明的另一种激光器模拟老化负载工作线路图，该线路包括：一个外接AC/DC电源，一个驱动模块(模拟负载控制MCU和上位机)、三个二极管，两个电子开关(MOS或IGBT)及电流控制模块组成，本线路的工作模式为：
接通外部电源后，激光器电源工作，模拟负载控制MCU模块输出驱动，驱动两个电子开关(元件V1，V2)交错导通，保持Vout电压为连续供电，同时Vout通过电流控制模块接到激光器电源的输入端，通过调整外接输入电压值来控制激光器电源的输出电流。达到模拟激光器电源的实际工作状态进行老化。这种负载老化方式较第一种更加节能，不用经过回馈式电子负载到市电的转换，而是直接给激光器电源供电。
本发明中的激光器电源模拟老化负载电路通过交错驱动模块引入交错脉冲驱动控制方法，从而在电路中消除了因输出电压不稳定，不能使用回馈电子负载的问题，从而改变了使用纯电阻老化时带到的损耗，利用这个控制方式，从而实现了节能。
此外，本发明还提出一种激光器电源模拟老化负载的控制方法，所述方法应用于脉冲电流工作状态的老化回馈负载控制电路，所述激光器电源为一个或多个串联，所述控制电路包括：交错驱动模块、回馈负载模块以及相互并联的第一电子开关和第二电子开关，所述方法包括以下步骤：
S1，在所述激光器电源接通市电后，所述激光器电源产生输出电压；
S2，当检测到激光器有输出后，所述交错驱动模块工作，输出交错驱动信号，驱动所述第一电子开关和第二电子开关交错导通，保持输出电压为连续供电；
S3，所述回馈负载模块控制激光器电源的电流，达到模拟激光器电源的实际工作状态进行老化。
其中，作为第一种实施方式，所述交错驱动模块包括：数字信号处理器件DSP或单片机MCU，所述交错驱动信号由所述数字信号处理器件DSP或单片机MCU输出。
作为第二种实施方式，所述交错驱动模块包括单片机MCU和上位机，所述交错驱动信号由所述单片机MCU根据外部通讯电路及所述上位机发出的指令或手动调节指令进行实时调频与调宽而输出。
具体地，所述的激光器电源模块，接通市电后，激光器电源产生输出电压
当检测到激光器有输出后，所述驱动控制模块工作，输出交错驱动分别驱动开关元件V1、V2。
其中，驱动控制模块输出驱动为交错，所以输出电压值为稳定值。
结合图1和图2，当V1工作一段时间还未关断之前，此时V2导通后V1与V2同时导通，然后V1再关断，同理：V2工作一段时间还未关断之前，此时V1导通后V1与V2同时导通，然后V2再关断，以此来稳定Vout电压为连续供电不会中断，保证回馈电子负载能够一直正常工作。
综上所述，本发明提供了一种激光器电源模拟老化负载电路，包括交错驱动模块和回馈负载模块，交错驱动模块包括两点，一是利用单片机编写出交错驱动信号；二是通过外部通讯电路以及上位机给单片机发出指令或者手动调节，对单片机进行实时调频与调宽，达到在回馈电子负载稳定正常工作的情况下，实现模拟激光器电源各种频率各种脉宽下的工作状态的组合。回馈式电子负载模块主要是通过对其功率调节，控制激光器电源的电流，满足不同功率不同类型的激光器电源的老化。相对于传统的老化负载能源电能损耗100％下降到电能损耗10％以下，同时可以满足多组激光器电源的老化，减少老化时间，大大的提升了电能的利用率，减少电能损耗、提高老化效率并且减小模块体积，更加适应市场的需求。
本发明实现激光器电源模拟老化负载的控制原理，请参照上述实施例，在此不再赘述。
相比现有技术，本发明提供的一种激光器电源模拟老化负载控制电路，它既能解决现有的电源在生产过程中的脉冲老化测试问题，又能解决因脉冲老化时不能使用回馈电子负载的问题。因此，此发明既可以模拟激光器电源的实际使用状态，又能使用回馈负载对激光器电源进行老化，并且在此基础上更改控制方式，可以更好的提高电能的利用率，提高了激光器电源可靠性，降低了客户端使用的风险，提高了生产老化效率，降低了生产成本。
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流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种脉冲电流工作状态的老化回馈负载控制电路，其特征在于，应用于激光器电源，所述激光器电源为一个或多个串联，所述控制电路包括：交错驱动模块、回馈负载模块以及相互并联的第一电子开关和第二电子开关，其中：
所述交错驱动模块，通过所述相互并联的第一电子开关和第二电子开关连接所述激光器电源，用于输出交错驱动信号，驱动所述第一电子开关和第二电子开关交错导通，保持输出电压为连续供电；
所述回馈负载模块，通过所述相互并联的第一电子开关和第二电子开关连接所述激光器电源，用于控制激光器电源的电流，达到模拟激光器电源的实际工作状态进行老化；
所述脉冲电流工作状态的老化回馈负载控制电路还包括：第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的阴极连接所述第一电子开关，所述第一二极管的阳极连接所述激光器电源的输出端；所述第二二极管阴极连接所述第二电子开关，所述第一二极管的阳极连接所述激光器电源的输出端；
所述交错驱动模块包括：数字信号处理器件DSP或单片机MCU，或者，所述交错驱动模块包括单片机MCU和上位机，所述单片机MCU和上位机通讯连接；
所述第一电子开关和第一电子开关均为MOS管或IGBT，若为MOS管，所述第一电子开关的栅极连接交错驱动模块，漏极连接所述第一二极管的阴极，源极连接所述回馈负载模块；所述第二电子开关的栅极连接交错驱动模块，漏极连接所述第二二极管的阴极，源极连接所述回馈负载模块。
2.根据权利要求1所述的脉冲电流工作状态的老化回馈负载控制电路，其特征在于，所述回馈负载模块包括：回馈电子负载，所述回馈电子负载的输出端通过市电连接所述激光器电源的输入端，输入端通过所述相互并联的第一电子开关和第二电子开关连接所述激光器电源的输出端，所述回馈电子负载用于通过调节其功率来控制所述激光器电源的电流。
3.根据权利要求1所述的脉冲电流工作状态的老化回馈负载控制电路，其特征在于，所述回馈负载模块包括：电流控制模块，所述电流控制模块的输出端连接所述激光器电源的输入端，所述电流控制模块的输出端还通过第三二极管连接外接AC/DC电源，所述电流控制模块用于通过调节外接输入电压来控制所述激光器电源的电流。
4.一种脉冲电流工作状态的老化回馈负载控制方法，应用于权利要求1-3任一所述电路，其特征在于，所述方法应用于激光器电源脉冲电流工作状态的老化回馈负载控制电路，所述激光器电源为一个或多个串联，所述控制电路包括：交错驱动模块、回馈负载模块以及相互并联的第一电子开关和第二电子开关，所述方法包括以下步骤：
在所述激光器电源接通市电后，所述激光器电源产生输出电压；
当检测到激光器有输出后，所述交错驱动模块工作，输出交错驱动信号，驱动所述第一电子开关和第二电子开关交错导通，保持输出电压为连续供电；
所述回馈负载模块控制激光器电源的电流，达到模拟激光器电源的实际工作状态进行老化。
5.根据权利要求4所述的脉冲电流工作状态的老化回馈负载控制方法，其特征在于，所述交错驱动模块包括：数字信号处理器件DSP或单片机MCU，所述交错驱动信号由所述数字信号处理器件DSP或单片机MCU输出。
6.根据权利要求4所述的脉冲电流工作状态的老化回馈负载控制方法，其特征在于，所述交错驱动模块包括单片机MCU和上位机，所述交错驱动信号由所述单片机MCU根据外部通讯电路及所述上位机发出的指令或手动调节指令进行实时调频与调宽而输出。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Country or region after: China Address after: 518000, Building 4, West Half Floor, 601, 701, Building 301, 401, 501, Fubilun Technology Factory, Tantou Community, Songgang Street, Bao'an District, Shenzhen City, Guangdong Province Applicant after: Shenzhen Lianming Power Supply Co.,Ltd. Address before: 518000, 3rd to 4th floors, Building 1, Hengchangrong High tech Industrial Park, No. 128 Hongtian Shangnan East Road, Shajing Street, Bao'an District, Shenzhen, Guangdong Province Applicant before: SHENZHEN LIANMING POWER Co.,Ltd. Country or region before: China |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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