CN117374726A - 一种高集成度、大功率的智能化半导体激光电源系统 - Google Patents
一种高集成度、大功率的智能化半导体激光电源系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117374726A CN117374726A CN202311672157.4A CN202311672157A CN117374726A CN 117374726 A CN117374726 A CN 117374726A CN 202311672157 A CN202311672157 A CN 202311672157A CN 117374726 A CN117374726 A CN 117374726A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heat
- power supply
- fan
- semiconductor laser
- heat dissipation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 30
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 33
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 claims description 34
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 29
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 29
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 29
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 17
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 16
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 9
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 9
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 21
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 7
- 239000000306 component Substances 0.000 description 6
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 5
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005305 interferometry Methods 0.000 description 1
- 238000002430 laser surgery Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
- H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/14—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
- H05K7/1401—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack comprising clamping or extracting means
- H05K7/1402—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack comprising clamping or extracting means for securing or extracting printed circuit boards
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/20009—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a gaseous coolant in electronic enclosures
- H05K7/20136—Forced ventilation, e.g. by fans
- H05K7/20145—Means for directing air flow, e.g. ducts, deflectors, plenum or guides
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/20009—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a gaseous coolant in electronic enclosures
- H05K7/20136—Forced ventilation, e.g. by fans
- H05K7/20172—Fan mounting or fan specifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/2039—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/2039—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
- H05K7/205—Heat-dissipating body thermally connected to heat generating element via thermal paths through printed circuit board [PCB]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Abstract
本发明涉及半导体激光电源技术领域,具体的说是一种高集成度、大功率的智能化半导体激光电源系统,包括壳体、电路板、铜柱、吸热管、导热管、过滤板、进气口、通风管、连接管、送风管,本发明的驱动板的底部固定安装有多组散热扇,每组散热扇内含有两个吸气风扇,一个吹气风扇,两组吸气风扇的位置对应两组导热管的位置,可以将宝塔式电路板内的热量吸出,每组电路板之间都由铜柱连接,铜柱也可以吸收一定的热量,铜柱吸收的热量会通过吸热管传递到导热管内,最后被吸出,而吹气风扇会将外部的冷空气带入设备,加快内外空气的混合,从而达到快速降温的效果。
Description
技术领域
本发明涉及半导体激光电源技术领域,具体的说是一种高集成度、大功率的智能化半导体激光电源系统。
背景技术
激光是一种高能量的光束,其应用领域非常广泛,包括工业(如切割、焊接、雕刻等)、医疗美容(如激光手术、美容淡斑等)、通讯(光纤通信等)、测量和导航(干涉测量、激光雷达等)、军事(导航、定位、目标照明、激光武器)等,产生激光的设备就是激光器。按泵浦方式的不同,激光器主要分为氙灯泵浦和半导体泵浦两大类,而半导体泵浦以其体积小、效率高、寿命长、维护方便等优势,被普遍认为是未来激光器发展的方向,按工作介质不同,激光器主要分为固体激光器、光纤激光器、半导体激光器、气体激光器等。其中,固体激光器、光纤激光器和半导体激光器是采用半导体泵浦的。
激光器内部结构:以光纤输出的半导体激光器为例,主要包括泵浦源、激光电源、增益光纤、冷却系统、电控系统、监测和反馈系统、输出光纤、光纤耦合器等光学元器件、壳体等机械部件。泵浦源是一种将电流转化为激光输出的元器件。向泵浦源内输入电流,即可输出泵浦光,这种泵浦光既可以直接使用为激光器的最终激光输出提供能量。
半导体激光电源为激光器中的半导体泵浦源提供精密供电的设备,是激光器中的核心组成部分之一。半导体激光器或光纤激光器的冷却系统通常分为2种:水冷或TEC制冷。水冷是通过在水冷板中流过的水对系统进行散热,这种散热方式成本较低,散热功率较大,但不能精确控温;TEC制冷是通过一种叫做“TEC制冷片”的元器件进行制冷,TEC制冷片的特点是为其通电就能将一侧的热量转移到另一侧,从而实现制冷;并且TEC可以控制制冷量,从而精确的控制温度,温度对激光输出的质量有较大影响,因此在较为精密的激光应用中往往选择TEC制冷。TEC制冷片本身是一个简单的元器件,要实现精确控温,需要一个“TEC驱动模块”,其作用是根据当前温度调节TEC的制冷量,从而将温度设置到指定值。
电控主要对激光器输出模式的控制,如电流大小、工作模式(连续还是脉冲、脉冲频率和占空比是多少)、特殊工作逻辑的实现(如软启动、热插拔等);包含监测和反馈等:要使激光器正常工作,需要对激光器进行多种监测,如温度监测、输出激光强度监测等,并根据这些监测数据,对激光器的输出进行实时调节。
目前激光电源主要分为两种,一种是用于测试的电源,这种往往带有一套简单的智能控制系统,以及相应的显示屏、旋钮等等,但是其体积往往较大,典型体积为长x宽x高=400x200x185mm或更大,而且通常只有单路输出;另一种是用于集成进激光器的模块式或裸板式电源,这种电源通常功能比较单一,仅负责电源的驱动,通常也只支持单路输出,而且本身不带智能控制功能,也不带制冷功能,用户需要额外自行设计或购买主控板、TEC驱动模块等,才能使用,而如果在高温情况下长时间运转时,内部会产生大量的热量,如果不能即时将这些热量排出,就会导致设备内部的温度越来越高,从而影响设备的正常运转,现有的技术方案和产品,各个工作模块(如恒流驱动源、TEC驱动、主控板等)通常是独立的,需要用户将其整合在一起,并单独操作这些模块,使用起来也是非常不便,且体积很大,不利于集成。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供了一种可以快速散热,并且无需单独操作各项模块的高集成度、大功率的智能化半导体激光电源系统。
针对现有技术中的问题,本发明提供了一种高集成度、大功率的智能化半导体激光电源系统,包括壳体以及分别安装在壳体两端的功率端和信号端;
驱动板,所述驱动板安装在所述壳体的内部,所述驱动板上固定有多个铜柱;
电路板,所述电路板固定安装在铜柱的顶部,所述电路板有多组且每层电路板的宽度从下往上逐层减小,相邻所述电路板之间均由铜柱连接;
扇形金属隔离层,所述扇形金属隔离层固定安装在驱动板上,且所述扇形金属隔离层位于功率端与电路板之间;
吸热单元,所述吸热单元安装于驱动板上;
吹气单元,所述吹气单元安装于驱动板上,通过吸热单元将电路板内部的热量带走,通过吹气单元向相邻电路板之间吹气,加快内部气体的流动。
本方案中,所述功率端包括固定在驱动板上的输出端子,所述驱动板上固定安装有一组光耦,所述光耦的一端固定连接输出端子,且所述光耦的另一端固定连接在电路板上。
本方案中,所述信号端包括USB接口和信号接口,且所述USB接口和信号接口均与电路板连接。
本方案中,所述吸热单元包括吸热管,所述吸热管固定连接在铜柱的侧壁上且延伸至相邻电路板之间,所述吸热管上开设有多组通孔,且吸热管上连接有多组散热铜条;
导热管,所述导热管固定安装在驱动板上,所述导热管的侧壁固定连接吸热管的另一端,所述导热管设置两组,且两组所述导热管相对称设置。
本方案中,所述吹气单元包括连接管,所述连接管固定安装在驱动板上;
过滤板,所述过滤板固定安装在连接管内部;
进气口,所述进气口固定安装在连接管的底部;
通风管,所述通风管固定安装在多组铜柱之间,且连接结构成三角形状,且所述通风管上设有吹气口;
送风管,所述送风管的一端固定连接连接管的侧壁,每组所述送风管的另一端都位于相邻电路板之间。
本方案中,所述连接管、导热管均位于扇形金属隔离层内部。
进一步的,还包括散热扇,多组所述散热扇均安装在驱动板的底部,每组所述散热扇中分别存在两个吸气扇和一个吹气扇,且两个吸气扇分别安装在吹气扇的两侧,吹气扇与进气口连通。
本方案中,所述扇形金属隔离层的两端分别固定安装有一组散热通口,所述散热通口的底部和驱动板相连接,所述扇形金属隔离层的顶部固定安装有橡胶条,所述橡胶条的顶部和壳体的相贴合。
本方案中,所述电路板的顶部固定安装有一组触摸屏,所述触摸屏电性连接多组散热扇,所述散热扇固定安装在散热通道内部,所述散热通道固定安装在驱动板的底部,且所述散热通道与导热管连通。
进一步的,该系统包括主电控系统,主电控系统连接温度控制模块和人机交互模块,人机交换模块与主电控系统内部安装有上位机软件,人机交互模块连接触摸屏,主电控系统连接信号端与功率端,功率端包括电源驱动以及与电源驱动连接的功率输出端口、复合驱动以及与复合驱动连接的功率输出端口;所述电源驱动、复合驱动均连接温度控制模块和主电控系统,信号端包括控制信号接口、通讯接口、传感器驱动模块,所述控制信号接口连接数字输入、数字输出、模拟输入、模拟输出;所述通讯接口连接RS通讯、SPI通讯、USB通讯;所述传感器驱动模块连接传感器输入。
本发明的有益效果:
(1)本发明能够对多通道产生的大量热量进行快速散热,同时,扇形金属隔离层能够起到很好的对通道之间进行电磁隔离。
(2)本发明铜条降低了电路走线这部分发热,但大电流通过各种元器件(如MOS管、二极管等)造成的发热通过吹气单元以及散热单元的配合实现散热,能够将热量整体控制住,从而实现高密度的多通道集成。
(3)本发明用户仅需对其模块进行的简单操作,即可实现对所有输出通道、TEC制冷系统、各种传感器的控制,不需要独立接线,使用起来非常方便,且产品体积非常小,非常便于集成,还在驱动板的底部固定安装有多组散热扇,每组散热扇内含有两个吸气风扇,一个吹气风扇,两组吸气风扇的位置对应两组导热管的位置,可以将宝塔式电路板内的热量吸出,每组电路板之间都由铜柱连接,铜柱也可以吸收一定的热量,铜柱吸收的热量会通过吸热管传递到导热管内,最后被吸出,而吹气风扇会将外部的冷空气带入设备,加快内外空气的混合,从而达到快速降温的效果。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明的整体结构示意图;
图2为本发明整体结构的俯视图;
图3为本发明整体结构左视图;
图4为本发明内部散热组件和控制板等零件的连接结构示意图;
图5为本发明中散热风扇以及弧形金属隔离板等零件的剖视图;
图6为本发明中宝塔式控制板以及铜柱的连接结构示意图;
图7为图6中A处放大图;
图8为本发明中通风管和铜柱之间的连接结构示意图;
图9为本发明中系统模块连接示意图;
图10为本发明中电路板上散热铜条分布示意图。
图中:1、壳体;110、输出端子;111、触摸屏;112、USB接口;113、信号接口;114、散热通道;115、散热扇;2、驱动板;210、铜柱;211、电路板;212、光耦;213、导热管;214、吸热管;215、连接管;216、送风管;217、扇形金属隔离层;218、散热通口;219、橡胶条;220、过滤板;221、进气口;222、通风管。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术方法、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。
实施例 一:
如图1-10所示一种高集成度、大功率的智能化半导体激光电源系统,包括壳体1,所述电路板211固定安装在铜柱210的顶部,所述电路板211有多组且为宝塔状结构,每两组所述电路板211之间均由铜柱210连接,每层所述铜柱210的宽度从下往上逐层减小,每组所述铜柱210都固定安装在一组电路板211的底部,所述吸热管214的一端固定连接在铜柱210的侧壁上,所述吸热管214上开设有多组通孔,所述导热管213固定安装在驱动板2上,所述导热管213的侧壁固定连接吸热管214的另一端,所述导热管213存在两组,且两组所述导热管213相对称,多组所述散热扇115均安装在驱动板2的底部,所述过滤板220固定安装在连接管215内部,所述进气口221固定安装在连接管215的底部通风管222,所述通风管222固定安装在多组铜柱210之间,且连接结构成三角形状,所述连接管215固定安装在驱动板2上,且位于两组扇形金属隔离层217的中间,也位于吹气扇的正上方,所述送风管216的一端固定连接连接管215的侧壁,每组所述送风管216的另一端都位于两组电路板211之间。
需要说明的是,每组所述散热扇115中分别存在两个吸气扇和一个吹气扇,且两组吸气扇分别安装在吹气扇的两侧,两组吹气扇分别位于两组导热管213的上方,所述壳体1的一端固定安装有一组信号接口113,所述信号接口113的底部固定连接驱动板2的顶部,所述壳体1的一端还开设有两组USB接口112,所述两组USB接口112分别位于信号接口113的两侧,且其底部也和驱动板2的顶部相连接,所述扇形金属隔离层217的两端分别固定安装有一组散热通口218,所述散热通口218的底部和驱动板2相连接,所述扇形金属隔离层217的顶部固定安装有一组橡胶条219,所述橡胶条219的顶部和壳体1的顶部相贴合,所述光耦212的一端固定连接输出端子110的背部,所述输出端子110固定安装在驱动板2上,且位于壳体1的另一端,所述触摸屏111电性连接多组散热扇115,所述散热扇115固定安装在散热通道114内部,所述散热通道114固定安装在驱动板2的底部。
实施例二 :
如图9所示,本发明还提供一种根高集成度、大功率的智能化半导体激光电源系统,该系统包括主电控系统,主电控系统连接温度控制模块和人机交互模块,人机交换模块与主电控系统内部安装有上位机软件,人机交互模块连接触摸屏,主电控系统连接信号端与功率端,功率端包括电源驱动以及与电源驱动连接的功率输出端口、复合驱动以及与复合驱动连接的功率输出端口;所述电源驱动、复合驱动均连接温度控制模块和主电控系统,信号端包括控制信号接口、通讯接口、传感器驱动模块,所述控制信号接口连接数字输入、数字输出、模拟输入、模拟输出;所述通讯接口连接RS232通讯、SPI通讯、USB通讯;所述传感器驱动模块连接传感器输入。
(1)本发明中该设备在高温且长时间的运作下,内部会产生大量的热量,如果这时不对其进行有效散热,会对设备本身造成损害,也会影响后续的工作,这时需要工作人员在触摸屏111上控制散热扇115打开,在驱动板2的底部固定安装有多组散热扇115,每组散热扇115中分别有两个吸气扇和一个吹气扇,两个吸气扇分别安装在吹气扇的两侧,在启动散热扇115之后,两个吸气扇开始运转,其会将多组电路板211之间的热量吸出,多组电路板211之间由铜柱210连接支撑,铜柱210也可以吸收一部分热量,因此吸气扇会利用吸热管214将电路板211内的热量逐渐吸出,而在吸气扇工作的同时,吹气扇会将外部的冷空气通过连接管215和送风管216,输送到多组电路板211之间,从而促使内外空气混合,吸气扇和吹气扇的相互配合之下可以达到快速降温的效果。
(2)在吸热管214上开设有多个通孔,在吸出热量达到同时会有一部分热量逸散出来,由于扇形金属隔离层217也是金属材质,可以有效吸收一部分热量,在扇形金属隔离层217吸收热量之后会导致本身的温度升高,一旦外部的空气较为湿润会从散热通口218进入到设备的内部,扇形金属隔离层217散发的热量会将空气中的湿气中和,起到一定的防潮作用,在扇形金属隔离层217的顶部还固定安装有一组橡胶条219,当设备在高震动的环境下工作时,橡胶条219属于橡胶材质可以吸收一部分震动带来的动能,从而起到防震作用。
(3)本发明将将电源的功率输出集中驱动板2上,而数字控制系统集中在电路板211上,二者相对独立,降低互相干扰的可能性,在功率板上,将数字驱动部分和功率输出部分分开,中间通过必要的光耦连接,降低功率输出对数字信号的干扰,功率板与控制板2通过排针进行连接,连接排针设计在远离功率输出端子、靠近信号端的位置,进一步降低功率信号对控制信号的影响,控制信号在进入控制板2之后,通过光耦212实现与单片机之间的隔离,通过上述设计,能够最大程度地避免大功率的电源输出对控制系统的干扰,保证了控制系统的稳定性以及控制信号的准确性。
(4)本发明中电路板211采用多层板宝塔状结构,在电路板211的数字驱动部分,在保证信号可靠性的前提下,尽量提高设计密度,以最大程度地压缩电路板面积,在电源驱动部分,通过在大电流走线上额外焊接金属条如铜条的方式,提高电路板的电流负载能力,以在较小的空间内承载更大的电流。
(5)本发明中的通风管222起到将相邻两个电路板211起到绝缘作用,同时,通风管222上的吹气通道能够将铜柱210上热量快速带走,进一步的,通风管222能够对相邻电路板211起到支撑作用,进一步的是通风管222形成三角形结构,使其连接更加稳定,能够适应高振动环境下使用,加快散热效果。
工作原理:首先信号会从信号接口113中传输到主电控系统中,这时,工作人员就可以在触摸屏111上开始对应的操作,这时信号会通过主电控系统传输到光耦212内,再由输出端子110导出,设备在高温且长时间的运作下,内部会产生大量的热量,如果这时不对其进行有效散热,会对设备本身造成损害,也会影响后续的工作,这时需要工作人员在触摸屏111上控制散热扇115打开,在驱动板2的底部固定安装有多组散热扇115,每组散热扇115中分别有两个吸气扇和一个吹气扇,两个吸气扇分别安装在吹气扇的两侧,在启动散热扇115之后,两个吸气扇开始运转,其会将多组电路板211之间的热量吸出,多组电路板211之间由铜柱210连接支撑,铜柱210也可以吸收一部分热量,因此吸气扇会利用吸热管214将电路板211内的热量逐渐吸出,而在吸气扇工作的同时,吹气扇会将外部的冷空气通过连接管215和送风管216,输送到多组电路板211之间,从而促使内外空气混合,吸气扇和吹气扇的相互配合之下可以达到快速降温的效果,在吸热管214上开设有多个通孔,在吸出热量达到同时会有一部分热量逸散出来,由于扇形金属隔离层217也是金属材质,可以有效吸收一部分热量,在扇形金属隔离层217吸收热量之后会导致本身的温度升高,一旦外部的空气较为湿润会从散热通口218进入到设备的内部,扇形金属隔离层217散发的热量会将空气中的湿气中和,起到一定的防潮作用,在扇形金属隔离层217的顶部还固定安装有一组橡胶条219,当设备在高震动的环境下工作时,橡胶条219属于橡胶材质可以吸收一部分震动带来的动能,从而起到防震作用。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围。
Claims (10)
1.一种高集成度、大功率的智能化半导体激光电源,其特征在于:
包括壳体(1)以及分别安装在壳体(1)两端的功率端和信号端;
驱动板(2),所述驱动板(2)安装在所述壳体(1)的内部,所述驱动板(2)上固定有多个铜柱(210);
电路板(211),所述电路板(211)固定安装在铜柱(210)的顶部,所述电路板(211)有多组且每层电路板(211)的宽度从下往上逐层减小,相邻所述电路板(211)之间均由铜柱(210)连接;
扇形金属隔离层(217),所述扇形金属隔离层(217)固定安装在驱动板(2)上,且所述扇形金属隔离层(217)位于功率端与电路板(211)之间;
吸热单元,所述吸热单元安装于驱动板(2)上;
吹气单元,所述吹气单元安装于驱动板(2)上,通过吸热单元将电路板(211)内部的热量带走,通过吹气单元向相邻电路板(211)之间吹气,加快内部气体的流动。
2.根据权利要求1所述的一种高集成度、大功率的智能化半导体激光电源,其特征在于:所述功率端包括固定在驱动板(2)上的输出端子(110),所述驱动板(2)上固定安装有一组光耦(212),所述光耦(212)的一端固定连接输出端子(110),且所述光耦(212)的另一端固定连接在电路板(211)上。
3.根据权利要求1所述的一种高集成度、大功率的智能化半导体激光电源,其特征在于:所述信号端包括USB接口(112)和信号接口(113),且所述USB接口(112)和信号接口(113)均与电路板(211)连接。
4.根据权利要求1所述的一种高集成度、大功率的智能化半导体激光电源,其特征在于:所述吸热单元包括吸热管(214),所述吸热管(214)固定连接在铜柱(210)的侧壁上且延伸至相邻电路板(211)之间,所述吸热管(214)上开设有多组通孔,且吸热管(214)上连接有多组散热铜条;
导热管(213),所述导热管(213)固定安装在驱动板(2)上,所述导热管(213)的侧壁固定连接吸热管(214)的另一端,所述导热管(213)设置两组,且两组所述导热管(213)相对称设置。
5.根据权利要求4所述的一种高集成度、大功率的智能化半导体激光电源,其特征在于:所述吹气单元包括连接管(215),所述连接管(215)固定安装在驱动板(2)上;
过滤板(220),所述过滤板(220)固定安装在连接管(215)内部;
进气口(221),所述进气口(221)固定安装在连接管(215)的底部;
通风管(222),所述通风管(222)固定安装在多组铜柱(210)之间,且连接结构成三角形状,且所述通风管(222)上设有吹气口;
送风管(216),所述送风管(216)的一端固定连接连接管(215)的侧壁,每组所述送风管(216)的另一端都位于相邻电路板(211)之间。
6.根据权利要求5所述的一种高集成度、大功率的智能化半导体激光电源,其特征在于:所述连接管(215)、导热管(213)均位于扇形金属隔离层(217)内部。
7.根据权利要求6所述的一种高集成度、大功率的智能化半导体激光电源,其特征在于:还包括散热扇(115),多组所述散热扇(115)均安装在驱动板(2)的底部,每组所述散热扇(115)中分别存在两个吸气扇和一个吹气扇,且两个吸气扇分别安装在吹气扇的两侧,吹气扇与进气口(221)连通。
8.根据权利要求7所述的一种高集成度、大功率的智能化半导体激光电源,其特征在于:所述扇形金属隔离层(217)的两端分别固定安装有一组散热通口(218),所述散热通口(218)的底部和驱动板(2)相连接,所述扇形金属隔离层(217)的顶部固定安装有橡胶条(219),所述橡胶条(219)的顶部和壳体(1)的相贴合。
9.根据权利要求8所述的一种高集成度、大功率的智能化半导体激光电源,其特征在于:所述电路板(211)的顶部固定安装有一组触摸屏(111),所述触摸屏(111)电性连接多组散热扇(115),所述散热扇(115)固定安装在散热通道(114)内部,所述散热通道(114)固定安装在驱动板(2)的底部,且所述散热通道(114)与导热管(213)连通。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的高集成度、大功率的智能化半导体激光电源的系统,其特征在于:该系统包括主电控系统,主电控系统连接温度控制模块和人机交互模块,人机交换模块与主电控系统内部安装有上位机软件,人机交互模块连接触摸屏,主电控系统连接信号端与功率端,功率端包括电源驱动以及与电源驱动连接的功率输出端口、复合驱动以及与复合驱动连接的功率输出端口;所述电源驱动、复合驱动均连接温度控制模块和主电控系统,信号端包括控制信号接口、通讯接口、传感器驱动模块,所述控制信号接口连接数字输入、数字输出、模拟输入、模拟输出;所述通讯接口连接RS232通讯、SPI通讯、USB通讯;所述传感器驱动模块连接传感器输入。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311672157.4A CN117374726B (zh) | 2023-12-07 | 2023-12-07 | 一种高集成度、大功率的智能化半导体激光电源及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311672157.4A CN117374726B (zh) | 2023-12-07 | 2023-12-07 | 一种高集成度、大功率的智能化半导体激光电源及系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117374726A true CN117374726A (zh) | 2024-01-09 |
CN117374726B CN117374726B (zh) | 2024-03-19 |
Family
ID=89402622
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202311672157.4A Active CN117374726B (zh) | 2023-12-07 | 2023-12-07 | 一种高集成度、大功率的智能化半导体激光电源及系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117374726B (zh) |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1574314A (zh) * | 2003-06-03 | 2005-02-02 | 安捷伦科技有限公司 | 降低热传递的驱动激光二极管的集成电路设备及其制造方法 |
CN1921746A (zh) * | 2005-08-26 | 2007-02-28 | 京瓷美达株式会社 | 电路基板的冷却机构 |
CN103414104A (zh) * | 2013-08-20 | 2013-11-27 | 中国科学院半导体研究所 | 一种恒压/恒流自动转换的全固态激光器驱动电源装置 |
CN109413981A (zh) * | 2018-11-19 | 2019-03-01 | 深圳市大族锐波传感科技有限公司 | 一种激光器模块 |
CN110235322A (zh) * | 2016-12-09 | 2019-09-13 | 弗劳恩霍夫应用研究促进协会 | 激光装置和用于制造激光装置的方法 |
CN110740600A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-01-31 | 赣州承亮科技有限公司 | 一种多功能电子产品 |
CN111416273A (zh) * | 2020-04-10 | 2020-07-14 | 南京光通光电技术有限公司 | 一种可制冷高速半导体激光二极管的封装结构 |
CN112117635A (zh) * | 2019-06-19 | 2020-12-22 | 富士施乐株式会社 | 发光装置 |
CN112586093A (zh) * | 2018-06-15 | 2021-03-30 | Lg伊诺特有限公司 | 印刷电路板和包括该印刷电路板的相机装置 |
CN115023806A (zh) * | 2020-01-27 | 2022-09-06 | 4莫泰克有限两合公司 | 散热装置 |
CN116742472A (zh) * | 2023-07-11 | 2023-09-12 | 华中科技大学 | 一种多通道干涉大范围可调谐激光器的集成光电组件 |
-
2023
- 2023-12-07 CN CN202311672157.4A patent/CN117374726B/zh active Active
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1574314A (zh) * | 2003-06-03 | 2005-02-02 | 安捷伦科技有限公司 | 降低热传递的驱动激光二极管的集成电路设备及其制造方法 |
CN1921746A (zh) * | 2005-08-26 | 2007-02-28 | 京瓷美达株式会社 | 电路基板的冷却机构 |
CN103414104A (zh) * | 2013-08-20 | 2013-11-27 | 中国科学院半导体研究所 | 一种恒压/恒流自动转换的全固态激光器驱动电源装置 |
CN110235322A (zh) * | 2016-12-09 | 2019-09-13 | 弗劳恩霍夫应用研究促进协会 | 激光装置和用于制造激光装置的方法 |
CN112586093A (zh) * | 2018-06-15 | 2021-03-30 | Lg伊诺特有限公司 | 印刷电路板和包括该印刷电路板的相机装置 |
CN109413981A (zh) * | 2018-11-19 | 2019-03-01 | 深圳市大族锐波传感科技有限公司 | 一种激光器模块 |
CN112117635A (zh) * | 2019-06-19 | 2020-12-22 | 富士施乐株式会社 | 发光装置 |
CN110740600A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-01-31 | 赣州承亮科技有限公司 | 一种多功能电子产品 |
CN115023806A (zh) * | 2020-01-27 | 2022-09-06 | 4莫泰克有限两合公司 | 散热装置 |
CN111416273A (zh) * | 2020-04-10 | 2020-07-14 | 南京光通光电技术有限公司 | 一种可制冷高速半导体激光二极管的封装结构 |
CN116742472A (zh) * | 2023-07-11 | 2023-09-12 | 华中科技大学 | 一种多通道干涉大范围可调谐激光器的集成光电组件 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN117374726B (zh) | 2024-03-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109952002B (zh) | 一种冷却散热箱体及散热控制方法 | |
RU2521785C2 (ru) | Охлаждающее устройство для охлаждения полупроводникового кристалла | |
US8179936B2 (en) | Gas-cooled laser device | |
US5823005A (en) | Focused air cooling employing a dedicated chiller | |
CN105098573B (zh) | 含高效温控装置的光纤激光器 | |
JP4861268B2 (ja) | 光硬化装置 | |
EP4236641A1 (en) | Pluggable device, information communication device, heat dissipation system, and manufacturing method | |
US8508934B2 (en) | Aircraft signal computer system having a plurality of modular signal computer units | |
CN117374726B (zh) | 一种高集成度、大功率的智能化半导体激光电源及系统 | |
CN213026878U (zh) | 一种便携式高功率光纤激光器 | |
US20180010836A1 (en) | Heat transfer unit | |
CN219812276U (zh) | 一种水冷散热的led驱动电源 | |
CN217062830U (zh) | 一种宽温度范围激光器温控装置 | |
JPH11225498A (ja) | ポンプ制御盤 | |
CN111031757B (zh) | 一种微波组件 | |
CN110147152B (zh) | 一种集成液冷散热系统智能调节的机箱 | |
JP2013140864A (ja) | 電子装置、これを含む電子機器および電子機器の製造方法 | |
CN219346396U (zh) | 一种冷光源散热结构 | |
CN103163713A (zh) | 投影机 | |
CN220857214U (zh) | 一种横向风冷光纤激光器 | |
CN221611330U (zh) | 一种多通道光源系统 | |
CN220138926U (zh) | 可快速散热的微型激光器 | |
CN220367516U (zh) | 一种投影设备 | |
CN218940301U (zh) | 一种光纤激光器 | |
CN219741110U (zh) | 一种四合一t/r组件集成散热结构 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |