CN111030428B - 一种反馈控制电路及高可靠激光器驱动电源 - Google Patents

一种反馈控制电路及高可靠激光器驱动电源 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种反馈控制电路及高可靠激光器驱动电源，其中反馈控制电路包括控制部分和反馈部分，控制部分为PWM控制器，反馈部分包括电压反馈回路和电流反馈回路，二者的输出各连接一个反向的二极管后共同连接PWM控制器的输入，PWM控制器的输出为反馈控制电路的输出，本发明的反馈控制电路引入了光强信号，通过光强调节输出，解决了现有技术中的问题。

Description

一种反馈控制电路及高可靠激光器驱动电源
技术领域
本发明涉及激光器驱动技术领域，具体涉及一种反馈控制电路及高可靠激光器驱动电源。
背景技术
激光器驱动电源用于激光器出光功率的控制，实现对上级一次母线电源的转换，同时具备保护上级电源和激光器的功能。激光器驱动电源可以接收遥控指令，实现对激光器出光时长和出光功率的控制，并且将出光信息进行遥测，反馈给上位机。
传统激光器驱动电源存在如下的问题：(1)只对电源输出电流进行控制，不能实际反映激光器的出光强度的强弱。当激光器特性发生变化后，激光器驱动电源不能根据激光器实际的出光强度做出相应的调节，与激光器的匹配度降低；(2)只是根据电源输出电压、电流进行保护判断，不能反映激光器的状态，当激光器的出光异常时，不能及时进行保护。
鉴于此，特提出此发明。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种反馈控制电路，用在激光器驱动电源内，该反馈控制电路引入了光强信号，通过光强调节输出，解决了现有技术中的问题，基于该反馈控制电路，本发明还提供了一种高可靠激光器驱动电源，通过一层调节和两层保护实现高可靠。
本发明的反馈控制电路的技术方案是这样实现的：
一种反馈控制电路，包括控制部分和反馈部分，控制部分为PWM控制器，反馈部分包括电压反馈回路和电流反馈回路，二者的输出各连接一个反向的二极管后共同连接PWM控制器的输入，PWM控制器的输出为反馈控制电路的输出；
电压反馈回路的输入为电压信号，电压反馈回路上设有电压反逻辑运放电路，电压信号经过电压反逻辑运放电路后为电压反馈回路的输出；
电流反馈回路的输入为光强信号和电流信号，电流反馈回路上设有光强反逻辑运放电路、钳位电路和差值运放电路，光强信号经过光强反逻辑运放电路后和钳位电路并联作为差值运放电路的基准源，钳位电路用于限制光强反逻辑运放电路输出的最大值，电流信号输入到差值运放电路，差值运放电路计算基准源和电流信号之间的差值作为电流反馈回路的输出。
本发明的高可靠激光器驱动电源的技术方案是这样实现的：
一种高可靠激光器驱动电源，包括控制模块和功率模块，功率模块用于连接母线和激光器，功率模块的数量为N+X个，控制模块用于控制功率模块通断
控制模块为上位机，功率模块包括开关控制电路、滤波电路、DC/DC功率拓扑电路、输出电压采集电路和输出电流采集电路，功率模块包括的上述五者依次相连构成激光器供电支路；
输出电压采集电路和输出电流采集电路用于采集DC/DC功率拓扑电路输出的电压值和电流值，经阻抗隔离后输出电压信号和电流信号；所述功率模块还包括光强采集电路，光强采集电路感应激光器的光强，并输出光强信号；
所述功率模块还包括反馈控制电路和容差判读电路，反馈控制电路为本发明提供的的反馈控制电路，其输出用于控制DC/DC功率拓扑电路，容差判读电路和控制模块的输出用于控制开关控制电路；电压信号、电流信号和光强信号分别输入至反馈控制电路、容差判读电路和控制模块；
反馈控制电路用于反馈调节；容差判读电路用于硬件保护，容差判读电路的逻辑为电压信号＞电压故障阈值or电流信号＞电流故障阈值or光强信号＞光强故障阈值；电压信号、电流信号和光强信号输入至控制模块，控制模块用于软件保护。
本发明的有益效果是：
(1)本发明的反馈控制电路，包括电压反馈回路和电流反馈回路，输出电压较大时电压反馈回路有效，通过电压值调节输出，输出电压较小时电流反馈回路有效，通过光强值和电流值调节输出，其中光强值为基准源，使得电流跟随光强的变化而变化。
(2)本发明的高可靠驱动电源，通过一层调节和两层保护实现高可靠，一层调节为有益效果(1)的调节，两层保护为软件保护和硬件保护，软件保护的特点是可根据实际情况灵活控制，硬件保护的特点是可快速实现保护，用于作为最后一道保护屏障
附图说明
图1为实施例一的反馈控制电路的原理图；
图2为实施例二的高可靠激光器驱动电源的原理图。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。
实施例一：
一种反馈控制电路，包括控制部分和反馈部分，控制部分为PWM控制器，反馈部分包括电压反馈回路和电流反馈回路，二者的输出各连接一个反向的二极管后共同连接PWM控制器的输入，PWM控制器的输出为反馈控制电路的输出，电压反馈回路的输入为电压信号，电压反馈回路上设有电压反逻辑运放电路，电压信号经过电压反逻辑运放电路后为电压反馈回路的输出；电流反馈回路的输入为光强信号和电流信号，电流反馈回路上设有光强反逻辑运放电路、钳位电路和差值运放电路，光强信号经过光强反逻辑运放电路后和钳位电路并联作为差值运放电路的基准源，钳位电路用于限制光强反逻辑运放电路输出的最大值，电流信号输入到差值运放电路，差值运放电路计算基准源和电流信号之间的差值作为电流反馈回路的输出。
本实施例的反馈控制电路的工作过程如下：
电压反馈回路和电流反馈回路的输出各连接一个反向的二极管后共同连接PWM控制器的输入，因此二者输出较小的会输入至PWM控制器，经PWM控制器运算后输出控制信号，控制信号用于控制激光器供电支路上的DC/DC功率拓扑电路，进而达到反馈调节的作用；
电压反馈回路的输入为电压信号，该电压信号来自激光器供电支路上的输出电压、电流采集电路，激光器启动和正常运行时电压较小，经电压反逻辑运放电洛，电压反馈回路输出较大，此时电压反馈回路的输出大于电流反馈回路的输出，PWM控制器的输入为电流反馈回路的输出，此时反馈控制电路根据电流信号和光强信号运算并输出控制信号；当激光器出现故障导致电压增大，经电压反逻辑运放电洛，电压反馈回路的输出逐渐减小，当小于电流反馈回路的输出时，PWM控制器的输入为电压反馈回路的输出，此时反馈控制电路根据电压信号运算并输出控制信号；
电流反馈回路的输入为光强信号和电流信号，光强信号来自设于激光器的光强采集电路，电压信号来自激光器供电支路上的输出电压、电流采集电路，电流反馈回路中差值运放电路的基准源为光强信号经过光强反逻辑运放电路后和钳位电路并联的输出，激光器光强较大时说明电流较大，应当将电流调小，此时光强反逻辑运放电路的输出较小，进而将电流调小；激光器光强较小时说明电流较小，应当将电流调大，此时光强反逻辑运放电路的输出较大，进而将电流调大，同时钳位电路用于限制输出的最大值，防止将电流调节至过大。
实施例二：
一种高可靠激光器驱动电源，包括控制模块和功率模块，功率模块用于连接母线和激光器，功率模块的数量为N+X个，N为工作激光器的数量，X为备用激光器的数量，控制模块控制N个与工作激光器连接的功率模块开启，控制X个与工作激光器连接的功率模块关断。
控制模块为上位机，功率模块包括开关控制电路、滤波电路、DC/DC功率拓扑电路、输出电压采集电路和输出电流采集电路，功率模块包括的上述五者依次相连构成激光器供电支路，用于连接母线和激光器。
开关控制电路用于实现浪涌抑制、限流保护、自恢复和开关控制等功能，当发生故障时间，将供电支路断开。滤波电路可由功率电感和电容组成，用于吸收DC/DC功率拓扑电路产生的EMC干扰，以及防止母线传来的干扰噪声影响后续电路。DC/DC功率拓扑电路用于将母线电源的恒压值转换为激光器所需的恒流源，并根据反馈信号调节输出。输出电压采集电路和输出电流采集电路用于采集DC/DC功率拓扑电路输出的电压值和电流值，经阻抗隔离后输出电压信号和电流信号。
所述功率模块还包括光强采集电路，光强采集电路感应激光器的光强，并输出光强信号。所述功率模块还包括反馈控制电路和容差判读电路，反馈控制电路为实施例一的反馈控制电路，其输出用于控制DC/DC功率拓扑电路，容差判读电路和控制模块的输出用于控制开关控制电路。电压信号、电流信号和光强信号分别输入至反馈控制电路、容差判读电路和控制模块。
反馈控制电路用于反馈调节。
容差判读电路用于硬件保护，容差判读电路的逻辑为电压信号＞电压故障阈值or电流信号＞电流故障阈值or光强信号＞光强故障阈值，即电压信号、电流信号和光强信号只要有一个信号超过故障阈值，容差判读电路就输出控制信号控制开关控制电路断开，实现快速的保护。
电压信号、电流信号和光强信号输入至控制模块，控制模块用于软件保护，使用者根据电压信号、电流信号和光强信号的实时情况，通过控制模块可灵活的控制开关控制电路的通断，再一方面，控制模块可将电压信号、电流信号和光强信号回传，可以进行激光器工作状态的分析。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (2)

1.一种反馈控制电路，其特征在于，包括控制部分和反馈部分，控制部分为PWM控制器，反馈部分包括电压反馈回路和电流反馈回路，二者的输出各连接一个反向的二极管后共同连接PWM控制器的输入，PWM控制器的输出为反馈控制电路的输出；
电压反馈回路的输入为电压信号，电压反馈回路上设有电压反逻辑运放电路，电压信号经过电压反逻辑运放电路后为电压反馈回路的输出；
电流反馈回路的输入为光强信号和电流信号，电流反馈回路上设有光强反逻辑运放电路、钳位电路和差值运放电路，光强信号经过光强反逻辑运放电路后和钳位电路并联作为差值运放电路的基准源，钳位电路用于限制光强反逻辑运放电路输出的最大值，电流信号输入到差值运放电路，差值运放电路计算基准源和电流信号之间的差值作为电流反馈回路的输出。
2.一种高可靠激光器驱动电源，包括控制模块和功率模块，控制模块为上位机，控制模块用于控制功率模块的开启和关断，功率模块包括开关控制电路、滤波电路、DC/DC功率拓扑电路、输出电压采集电路和输出电流采集电路，功率模块包括的上述五者依次相连构成激光器供电支路，其特征在于，
输出电压采集电路和输出电流采集电路用于采集DC/DC功率拓扑电路输出的电压值和电流值，经阻抗隔离后输出电压信号和电流信号；所述功率模块还包括光强采集电路，光强采集电路感应激光器的光强，并输出光强信号；
所述功率模块还包括反馈控制电路和容差判读电路，所述反馈控制电路为权利要求1所述的反馈控制电路，其输出用于控制DC/DC功率拓扑电路，容差判读电路和控制模块的输出用于控制开关控制电路；电压信号、电流信号和光强信号分别输入至反馈控制电路、容差判读电路和控制模块；
反馈控制电路用于反馈调节；容差判读电路用于硬件保护，容差判读电路的逻辑为电压信号＞电压故障阈值or电流信号＞电流故障阈值or光强信号＞光强故障阈值；电压信号、电流信号和光强信号输入至控制模块，控制模块用于软件保护。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111542152A (zh) * 2020-05-22 2020-08-14 中国科学院半导体研究所 带有光强自动反馈校正功能的紫外光源系统及其应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0896395A (ja) * 1994-09-21 1996-04-12 Toshiba Corp 半導体レーザ装置
CN201731275U (zh) * 2010-05-24 2011-02-02 深圳尚莱特照明技术有限公司 可变光强的智能调光电筒
CN102668702A (zh) * 2009-10-07 2012-09-12 路创电子公司 具有宽输出范围的闭环负载控制电路
CN204046424U (zh) * 2014-08-21 2014-12-24 北京新雷能科技股份有限公司 一种输出电压稳定电路
CN108471045A (zh) * 2017-02-23 2018-08-31 深圳市帝迈生物技术有限公司 一种激光器恒定功率数字控制方法及系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7626342B2 (en) * 2007-06-11 2009-12-01 Yi Sun High efficiency power controller for solid state lighting

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0896395A (ja) * 1994-09-21 1996-04-12 Toshiba Corp 半導体レーザ装置
CN102668702A (zh) * 2009-10-07 2012-09-12 路创电子公司 具有宽输出范围的闭环负载控制电路
CN201731275U (zh) * 2010-05-24 2011-02-02 深圳尚莱特照明技术有限公司 可变光强的智能调光电筒
CN204046424U (zh) * 2014-08-21 2014-12-24 北京新雷能科技股份有限公司 一种输出电压稳定电路
CN108471045A (zh) * 2017-02-23 2018-08-31 深圳市帝迈生物技术有限公司 一种激光器恒定功率数字控制方法及系统

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