CN118412742B - 功率补偿电路及调节方法、加热系统 - Google Patents

Abstract

本说明书实施例提供了一种功率补偿电路及调节方法、加热系统，其中，功率补偿电路与激光器阵列耦接，激光器阵列包括多个串联连接的激光器，功率补偿电路包括：选通控制单元，分别与电压调节单元、激光器阵列和选通单元耦接，适于电压调节单元为激光器阵列提供的驱动电压，以及各个激光器的电参数，生成选通信号；选通单元，分别与电压调节单元和激光器阵列耦接，具有多个选通通道，基于选通信号，选通单元的不同选通通道被选通时，功率补偿电路输出至激光器阵列的电流值不同；电压调节单元，适于根据选通单元的两端的电压值，以及激光器阵列两端的电压值，调节输出至激光器阵列的驱动电压。采用上述技术方案，能够提高激光束的功率的稳定性。

Description

功率补偿电路及调节方法、加热系统

技术领域

本说明书实施例涉及电路技术领域，尤其涉及一种功率补偿电路及调节方法、加热系统。

背景技术

随着激光技术的快速发展，激光广泛应用至各个行业，例如激光加热和激光焊接等加热场景。

加热原理为：通过激光束的照射，使材料表面吸收激光能量，产生热效应，从而实现材料的加热和改性。在实际加热过程中，激光束的稳定性（例如加热温度）将直接决定加工质量，而加热温度与激光束的功率相关，当激光束出现波动时，将降低加工质量。

在此背景下，如何提供技术方案，以提高激光束的功率的稳定性，成为了本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本说明书实施例提供了一种功率补偿电路及调节方法、加热系统，能够提高激光束的功率的稳定性。

本说明书实施例提供一种功率补偿电路，与激光器阵列耦接，所述激光器阵列包括多个串联连接的激光器，所述功率补偿电路包括电压调节单元、选通控制单元和选通单元，其中：

所述选通控制单元，分别与所述电压调节单元和所述选通单元耦接，适于根据所述电压调节单元为所述激光器阵列提供的驱动电压，以及各个激光器的电参数，生成选通信号至所述选通单元；

所述选通单元，分别与所述电压调节单元和所述激光器阵列耦接，具有多个选通通道，基于所述选通信号，所述选通单元的不同选通通道被选通时，所述功率补偿电路输出至所述激光器阵列的电流值不同；

所述电压调节单元，适于根据所述选通单元的两端的电压值，以及所述激光器阵列两端的电压值，调节输出至所述激光器阵列的驱动电压。

在上述实施例中，基于电压调节单元为激光器阵列提供的驱动电压，以及各个激光器的电参数，选通控制单元能够将生成的选通信号输出至选通单元，进而基于选通信号，在激光器阵列两端的电压发生变化时，能够选通电压选通单元中不同的选通通道，使得功率补偿电路输出至激光器阵列的电流值不同；并且，在调节电流值的过程中，电压调节单元可以根据选通单元的两端的电压值，以及激光器阵列两端的电压值，实时调节输出至激光器阵列的驱动电压。也即通过实时调节输出至激光器阵列的电压值和电流值，能够使得激光器阵列中各激光器的功率保持恒定值，进而能够持续且稳定的提供加热激光束，提高加工质量。

可选地，所述电参数包括额定电压值和额定电流值，且各个激光器的额定电压值和额定电流值相同；

所述选通控制单元包括：

第一分压模块，适于对所述驱动电压进行分压，得到第一分压电压；

控制模块，适于根据所述第一分压电压，以及其中任意一个激光器的额定电压值，确定所述激光器阵列中发生短路的激光器的数目；以及，根据所述激光器阵列的额定功率总值和未发生短路的激光器的数目，确定所述激光器阵列所需要的电流值，并根据所述电流值，生成所述选通信号；

其中，所述激光器阵列的额定功率总值为所述激光器阵列中所有激光器的额定功率的总和。

在上述实施例中，当根据第一分压电压，确定激光器阵列中存在短路的激光器时，在确保激光器阵列的额定功率总值不变的情况下，通过确定激光器阵列所需要的电流值，并生成对应的选通信号，使得选通信号能够更加真实且精确的反映处于短路状态下激光器的工作状态变化，从而在根据电流值，生成选通信号，能够确保在该电流值下，激光器的功率仍能保持恒定值。

可选地，所述第一分压模块包括：第一分压电阻和第二分压电阻，其中：

所述第一分压电阻的第一端与所述电压调节单元的输出端连接，所述第二分压电阻的第二端分别与所述控制模块和所述第二分压电阻的第一端连接；所述第二分压电阻的第二端接地。

在上述实施例中，通过采用第一分压电阻和第二分压电阻组成的分压模块，能够降低分压实现难度，且电阻为常用的电子器件，能够降低成本。

可选地，多个选通通道之间并联连接，且各个选通通道被选通时，所述选通单元接入至所述功率补偿电路中的电阻值不同。

在上述实施例中，通过选通不同的选通通道，能够实时调节功率补偿电路中的电阻值，从而能够实时调节输出至激光器阵列中的电流值，使得激光器的功率保持恒定值，能够适用不同类型的激光器阵列，实现一机多用。

可选地，各个选通通道包括：选通开关和选通电阻，其中：

所述选通开关的第一端分别与所述电压调节单元的输出端和所述选通控制单元连接，所述选通开关的第二端与所述选通电阻的第一端连接，所述选通开关的第二端分别与所述电压调节单元的采样端和所述激光器阵列分别连接。

在上述实施例中，在选通单元被选通时，通过直接改变接入的选通电阻，便于调节输出至激光器阵列的电流值。

可选地，所述电压调节单元包括：第二分压模块和电压调节模块，其中：

所述第二分压模块分别与所述选通单元的输出端、所述激光器阵列的输入端和所述电压调节模块耦接，适于对输入至所述激光器阵列的电流值或电压值进行采样，得到第二分压电压；

所述电压调节模块分别与所述选通单元和所述激光器阵列的输入端耦接，适于根据第一控制电压、第二控制电压、基准电压值和所述选通单元两端的电压值，调节输出至所述激光器阵列的驱动电压。

在上述实施例中，基于输入至所述激光器阵列的电流值或电压值，以及电压调节模块上的第一控制电压、第二控制电压、基准电压值和选通单元两端的电压值，能够实时调节输出至激光器阵列的驱动电压，便于调节输出至激光器阵列的电流值。

可选地，所述电压调节模块包括：运算放大器、加法器和误差放大器，其中：

所述运算放大器的第一输入端耦接于所述电压调节模块的输出端和所述选通单元之间，所述运算放大器的第二端耦接于所述选通单元和所述激光器阵列的输入端之间，所述运算放大器的输出端与所述加法器的第一端连接；

所述加法器的第二端适于输入第一电压，所述加法器的第三端与所述误差放大器的第一端连接；

所述误差放大器的第二端适于输入第一控制电压，所述误差放大器的第三端适于输入第二控制电压，所述误差放大器的第四端适于输入基准电压，所述误差放大器的输出端适于输出所述驱动电压。

在上述实施例中，通过采用运算放大器、加法器和误差放大器，能够基于当前激光器阵列和选通单元的状态，实时调整输出至激光器阵列的电压值，使得激光器阵列中各激光器的功率保持恒定值，进而能够持续且稳定的提供加热激光束。

可选地，所述选通控制单元检测到的电压值大于设定电压时，生成开关信号；

所述功率补偿电路还包括：开关单元，分别与所述选通控制单元、所述激光器阵列和所述选通单元耦接，适于根据所述生成开关信号，断开所述功率补偿电路和所述激光器阵列之间的通路；

其中，所述开关单元包括：晶体管、钳位电容、第一电感、第二电感、第一电容和第一电阻，其中：所述晶体管的控制端通过所述第一电阻与所述选通控制单元连接，所述晶体管的第一端与所述选通单元连接，所述晶体管的第二端与所述钳位电容的第一端、所述第一电感的第一端分别连接；所述钳位电容的第二端与所述第一电容的第一端连接，并接地；所述第一电容的第二端与所述第二电感的第二端、所述激光器阵列连接；所述第一电感的第二端与所述第二电感的第一端连接。

在上述实施例中，通过设置开关单元，能够防止因异常事故导致的激光器阵列无法工作的问题，提高整个电路的安全性；且开关单元中的各器件均为常用器件，实现成本低，且能够提高输出至激光器阵列的电流信号的质量，进一步提高加工质量。

本说明书实施例还提供一种加热系统，包括：

激光器阵列，所述激光器阵列包括：多个串联连接的激光器，适于提供热量；

述任一实施例所述的功率补偿电路，与所述激光器阵列耦接，适于调节输出至所述激光器阵列的电流值。

在上述实施例中，通过实时调节输出至激光器阵列的电流值，能够使得激光器的功率保持恒定值，从而加热系统能够持续且稳定的提供加热激光束，提高加工质量。

可选地，所述激光器包括发光二极管和激光二极管中的至少一种。

在上述实施例中，通过使得激光器包括发光二极管和激光二极管中的至少一种，能够根据实际应用场景，灵活的选取激光器的类型，提高加热系统的普适性。

本说明书实施例还提供一种功率补偿方法，基于前述任一实施例所述的功率补偿电路，所述功率补偿方法包括：

获取电压调节单元为所述激光器阵列提供的驱动电压，以及各个激光器的电参数，生成选通信号至选通单元；

基于所述选通信号，选通所述选通单元的不同选通通道，以输出不同的电流值至激光器阵列；

根据所述选通单元的两端的电压值，以及所述激光器阵列两端的电压值，调节输出至所述激光器阵列的驱动电压。

在上述实施例中，通过实时调节输出值激光器阵列的电压值和电流值，能够使得激光器阵列中各激光器的功率保持恒定值，进而能够持续且稳定的提供加热激光束，提高加工质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1示出了本说明书实施例中一种功率补偿电路的结构示意图；

图2示出了本说明书实施例中一种选通控制单元的结构示意图；

图3示出了本说明书实施例中一种选通单元的结构示意图；

图4示出了本说明书实施例中一种电压调节单元的结构示意图；

图5示出了本说明书实施例中一种电压调节模块的结构示意图；

图6示出了本说明书实施例中一种加热系统的结构示意图；

图7示出了本说明书实施例中一种功率补偿方法的流程图。

具体实施方式

如背景技术所述，现有的加工方案中，当施加至待加工器件的激光束出现波动时，将降低加工质量，这是因为：若激光束出现波动，激光束的光功率将降低，进而转换得到的温度随之降低，导致待加工器件达不到预定温度，从而生产出不良品。

更进一步的，发明人发现导致激光束产生波动的原因在于：当激光芯片中的激光器短路时，在施加至各个激光器的电流保持不变的情况下，激光芯片整体的功率将下降，进而产生波动。

为解决上述技术问题，本说明书实施例提供一种功率补偿电路，通过实时调节输出至激光器阵列的电压值和电流值，能够使得激光器阵列中各激光器的功率保持恒定值，进而能够持续且稳定的提供加热激光束，提高加工质量。

为使本领域技术人员更好地理解本说明书实施例的发明构思、工作原理及优点，以下对本说明书实施例中的电压调节方案进行详细描述。

参见图1所示的本说明书实施例中一种功率补偿电路的结构示意图，在本说明书一些实施例中，如图1所示，功率补偿电路100可以与激光器阵列10B耦接，激光器阵列10B包括多个串联连接的激光器（例如图1示意的激光二极管LD1至LDn，其中，n为大于1的整数），且激光器LD1的第一端与功率补偿电路100耦接，激光器LD1至LDn之间采用串联连接，激光器LDn的第二端接地。

参见图1，功率补偿电路100可以包括电压调节单元130、选通控制单元110和选通单元120，其中：

选通控制单元110，分别与电压调节单元130和选通单元120耦接，适于根据电压调节单元130为激光器阵列10B提供的驱动电压，以及各个激光器的电参数，生成选通信号至选通单元120；

选通单元120，分别与电压调节单元130和激光器阵列10B耦接，具有多个选通通道121至12m，基于选通信号，选通单元120的不同选通通道被选通时，功率补偿电路100输出至激光器阵列10B的电流值不同；

电压调节单元130，适于根据选通单元120的两端的电压值，以及激光器阵列10B两端的电压值，调节输出至激光器阵列10B的驱动电压。

结合图1，基于电压调节单元130提供的驱动电压，以及各个激光器（例如LD1、LD2、…、LDn）的电参数，选通控制单元110能够将生成的选通信号输出至选通单元120，进而基于选通信号，在激光器阵列10B两端的电压发生变化时，能够选通电压选通单元120中不同的选通通道（例如选通选通通道121），使得功率补偿电路100输出至激光器阵列10B的电流值不同；并且，在调节电流值的过程中，电压调节单元130可以根据选通单元120的两端的电压值，以及激光器阵列10B两端的电压值，实时调节输出至激光器阵列10B的电压值。

也即通过实时调节输出至激光器阵列10B的电压值和电流值，能够使得激光器阵列中各激光器的功率保持恒定值，进而能够持续且稳定的提供加热激光束，提高加工质量。

需要说明的是，图1中示意的激光器的类型仅为示例说明，在一些示例中，激光器还可以是发光二极管LED。

为使本领域技术人员更好的理解和实施本说明书实施例，以下对本说明书实施例的构思、方案、原理及优点等，结合附图并通过具体示例进行详细描述。

在具体实施中，随着激光器阵列持续的运行，激光器阵列中的一部分激光器可能会发生短路，从而导致输出至待加工器件的光功率降低。为实现激光器阵列的输出功率的恒定，可以根据激光器的电参数，调节输出至激光器阵列的电流。

在一些实施例中，激光器的电参数可以包括额定电压值和额定电流值，且各个激光器的额定电压值和额定电流值相同。

在此情况下，结合图1，参见图2，选通控制单元110可以包括：第一分压模块111和控制模块112，其中：

第一分压模块111，适于对驱动电压（即电压调节单元130的输出端的电压）进行分压，得到第一分压电压；

控制模块112，适于根据第一分压电压，以及其中任意一个激光器（例如激光器LD1）的额定电压值，确定激光器阵列10B中发生短路的激光器的数目；以及，根据激光器阵列10B的额定功率总值和未发生短路的激光器的数目，确定激光器阵列10B所需要的电流值，并根据电流值，生成选通信号。

其中，激光器阵列10B的额定功率总值为激光器阵列10B中所有激光器的额定功率的总和。

具体而言，各个激光器的额定电压值和额定电流值相同，因此电压调节单元130为激光器阵列10B提供的驱动电压为定值，也即在各个激光器正常工作时，电压调节单元130输出的驱动电压为定值，激光器阵列10B所需的电压值也为定值。通过第一分压模块111可以对电压调节单元130的输出端的电压值进行分压，控制模块112可以根据第一分压电压，以及其中任意一个激光器的额定电压值，确定激光器阵列10B中发生短路的激光器的数目，进一步可以确定激光器阵列10B所需要的电流值，从而可以生成选通信号。

作为一示例，假设第一分压模块111的分压比为0.5；激光器阵列10B中具有5个激光器，各个激光器的额定电压值为2V、额定电流值为5A，单个激光器的额定功率为10W，那么激光器阵列10B中对应的电压总值为10V（即激光器阵列10B正常工作时所需要的电压为10V），额定总功率为50W，经转换得到的光功率为20W（即转换效率为40%）。

相应的，在电路正常工作时，电压调节单元130输出的电压值必然为定值（例如12V），从而经分压模块111分压得到的电压也为定值（例如6V），且在电路处于正常工作状态时，第一分压电压恒定。

若激光器阵列10B在工作过程中出现一个或多个激光器短路，则激光器阵列10B两端的电压随之降低，降低的电压数值为每个激光芯片正常工作的电压值。

例如，若其中一个激光器短路，此时激光器阵列10B两端的电压为8V。相应的，电压调节单元130输出的电压值也随之变化，例如电压调节单元130输出的电压值变为10V。第一分压模块111得到的第一分压电压也发生变化，例如5V，从而控制模块112可以根据第一分压电压，以及其中任意一个激光器的额定电压值2V，确定激光器阵列10B中发生短路的激光器的数目为1，正常工作的激光器的数目为4。

若要保持激光器阵列10B的额定功率20W不变，那么在仅有4各激光器正常工作时，其对应的电流值为：50W/（4*2V）=6.25A，即提供至激光器阵列10B所需要的电流值为6.25A，此时可以通过选通信号，选通选通单元120中不同选通通道，以实现电流值为6.25A。

换言之，当根据第一分压电压，确定激光器阵列中存在短路的激光器时，在确保激光器阵列的额定功率总值不变的情况下，通过确定激光器阵列所需要的电流值，并生成对应的选通信号，使得选通信号能够更加真实且精确的反映处于短路状态下激光器的工作状态变化，从而在根据电流值，生成选通信号，能够确保在该电流值下，激光器的功率仍能保持恒定值，以提高加工质量。

可以理解的是，上述示例列举的分压比、激光器的数目、额定电压值和额定电流值仅为示例说明，是用来说明根据分压比和激光器的额定电压值，能够确定激光器阵列中发生短路的激光器的数目，不能理解为对本发明的限制。

在一些实施例中，接着参见图2，第一分压模块111包括：第一分压电阻R1和第二分压电阻R2，其中：

所述第一分压电阻R1的第一端与所述电压调节单元130的输出端连接，所述第二分压电阻R2的第二端分别与所述控制模块112和所述第二分压电阻R2的第一端连接；所述第二分压电阻R2的第二端接地。

也即，所述控制模块112所获取到的第一分压电压为第二分压电阻R2上的电压。

在一些实施例中，为降低计算难度，第一分压电阻R1和第二分压电阻R2的阻值可以相同。在此情况下，第一分压模块111的分压比为0.5。

通过采用第一分压电阻和第二分压电阻组成的分压模块，能够降低分压实现难度，且电阻为常用的电子器件，能够降低成本。

在本说明书一些实施例中，选通控制模块可以通过中央处理器（CentralProcessing Unit，CPU）、现场可编程逻辑门阵列（Field Programmable Gate Array，FPGA）、微控制单元（Micro Controller Unit，MCU）等处理芯片实现，也可以通过特定集成电路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）或者是被配置成实施本说明书实施例的一个或多个集成电路实现。

在具体实施中，考虑到各种因素的影响，当激光器阵列中的激光器发生短路时，对于不同的加热场景，激光器阵列所需要的电流值并不相同。

在本说明书一些实施例中，可以通过控制选通单元中不同的选通通道被选通时，接入至功率补偿电路中的电阻值不同，以调节输出至激光器阵列的电流值。

具体而言，结合图1，参见图3所示的本说明书实施例中一种选通单元的结构示意图，如图3所示，多个选通通道（例如选通通道121至12m）之间并联连接，且各个选通通道被选通时，选通单元120接入至功率补偿电路100中的电阻值不同。

例如，当选通通道121被选通时，接入至功率补偿电路100中的电阻值为第一电阻值；当选通通道122被选通时，接入至功率补偿电路100中的电阻值为第二电阻值；…；当选通通道12m被选通时，接入至功率补偿电路100中的电阻值为第m电阻值，其中，第一电阻值、第二电阻值、…、第m电阻值均不相同，从而能够通过实时调节功率补偿电路中的电阻值，实时调节输出至激光器阵列中的电流值，使得激光器的功率保持恒定值，能够适用不同类型的激光器阵列，实现一机多用。

在一些实施例中，对于选通单元中的各个选通通道，均可以包括：选通开关和选通电阻，其中，所述选通开关的第一端分别与所述电压调节单元的输出端和所述选通控制单元连接，所述选通开关的第二端与所述选通电阻的第一端连接，所述选通开关的第二端分别与所述电压调节单元的采样端和所述激光器阵列分别连接。

作为一示例，参见图3，选通通道121可以包括选通开关K11和选通电阻R11，其中，选通开关K11的第一端分别与电压调节单元130的输出端和选通控制单元110连接，选通开关K11的第二端与选通电阻R11的第一端连接，选通开关K11的第二端分别与电压调节单元130的采样端和激光器阵列10B分别连接。

当响应于选通信号时，选通开关K11闭合，选通电阻R11被接入至功率补偿电路100。

相应的，选通通道122可以包括选通开关K12和选通电阻R12、…、选通通道12m可以包括选通开关K1m和选通电阻R1m，其中，选通开关K12和选通电阻R12、开关K1m和选通电阻R1m与其它模块的连接关系可以参照对选通开关K11和选通电阻R11的描述，在此不再展开描述。

由于选通开关K11、K12、…、K1m的第一端均与电压调节单元130连接，选通电阻R11、R12、…、K1m的第二端均与激光器阵列10B连接，因此选通通道之间为并联连接关系，通过选通信号，在一次选通过程中，至少选通其中一路选通通道，以直接改变接入的选通电阻，便于调节激光器10B的电流值。

采用上述实施例中的具有多个选通通道的选通单元，能够实时改变接入至功率补偿电路中的电流值，进而可以根据选通单元的两端的电压值，以及激光器阵列两端的电压值，调节输出至激光器阵列的电压值。

在本说明书一些实施例中，结合图1、图4和图5，其中，图4为本说明书实施例中一种电压调节单元的结构示意图，图5为本说明书实施例中一种电压调节模块的结构示意图，如图4和图5所示，电压调节单元130可以包括：第二分压模块131和电压调节模块132，其中：

所述第二分压模块131分别与选通单元120的输出端、激光器阵列10B的输入端和电压调节模块132耦接，适于对输入至激光器阵列10B的电流值或电压值进行采样，得到第二分压电压；

电压调节模块132分别与选通单元120（包括选通单元120输入端和输出端）和激光器阵列10B的输入端耦接，适于根据第一控制电压Ctr1、第二控制电压Ctr2、基准电压值Vref和选通单元120两端的电压值，调节输出至激光器阵列10B的驱动电压。

具体而言，结合图1，电压调节单元130输出的电压值与选通单元120和激光器阵列10B的当前状态相关，通过检测选通单元120两端的电压，以及为激光器阵列10B提供的电流值或电压值中的一种（需要说明的是，在获取到电流值时，可以转换得到电压值），从而可以通过电压调节模块132进行调节，以使得激光器阵列10B的输出功率稳定。

本说明书一些实施例中，如图4所示，第二分压模块131包括第三分压电阻R3和第四分压电阻R4，其中：第三分压电阻R3的第一端耦接于选通单元120和激光器阵列10B之间，第三分压电阻R3的第二端与第四分压电阻R4的第一端连接，第四分压电阻R4与电压调节模块132的反馈端和地连接，以检测激光器阵列10B输入端的电压值或电流值。

接着参见图5，电压调节模块132包括：运算放大器OA、加法器S和误差放大器EA，其中：

运算放大器OA的第一端耦接于电压调节模块132的输出端和选通单元120之间，运算放大器OA的第二端耦接于选通单元120和激光器阵列10B的端之间，运算放大器OA的输出端与加法器S的第一端连接，以对选通单元120两端的电压值进行放大；加法器S适于输入第一电压V1（例如0.25V），加法器S的第三端与误差放大器EA的第一端连接；误差放大器EA的第二端适于输入第一控制电压Ctr1，误差放大器EA的第三端适于输入第二控制电压Ctr2，误差放大器EA的第四端适于输入基准电压Vref（例如1.25V），误差放大器EA的输出端适于输出驱动电压。

由此，通过采用运算放大器、加法器和误差放大器，能够基于当前激光器阵列和选通单元的状态，实时调整输出至激光器阵列的电压值，使得激光器阵列中各激光器的功率保持恒定值，进而能够持续且稳定的提供加热激光束。

在此情况下，当运算放大器OA的放大倍数为10，Vref为1.25V，V1为0.25V的情况下，选通单元120接入至电路中的总电阻为Req：

Req=min（V _Ctr1-0.25，V _Ctr2-0.25，1）/10* I_LD=1/10*6.25=16MR。

由此，采用上述示例中的方案，通过检测电压调节单元为激光器阵列提供的驱动电压，能够在确定激光器阵列存在短路的激光器时，通过调节接入至电路中的电阻值，即可调节输出至激光器阵列的电流值，使得激光器阵列中各激光器的功率保持恒定值，进而能够持续且稳定的提供加热激光束，提高加工质量。本说明书一些实施例中，为进一步提高功率补偿电路的可靠性，选通控制单元检测到的电压值大于设定电压时，生成开关信号。基于此，功率补偿电路还包括：开关单元，分别与选通控制单元、激光器阵列和选通单元耦接，适于根据生成开关信号，断开功率补偿电路和所述激光器阵列之间的通路。

具体的，当选通控制单元检测到的电压值大于设定电压时，说明此时的电压异常，可能会损坏激光器阵列，因此可以生成开关信号，从而使得开关单元作用，以断开功率补偿电路和所述激光器阵列之间的通路。

在一些示例中，开关单元包括：晶体管、钳位电容、第一电感和第二电感和第一电容和第一电阻，其中：晶体管的控制端通过第一电阻与选通控制单元连接，晶体管的第一端与所述选通单元连接，晶体管的第二端与钳位电容的第一端、第一电感的第一端分别连接；钳位电容的第二端与第一电容的第一端连接，并接地；第一电容的第二端与第二电感的第二端、激光器阵列连接；第一电感的第二端与第二电感的第一端连接。

因此开关单元中的各器件均为常用器件，实现成本低，且通过滤波、限位等操作，能够提高输出至激光器阵列的电流信号的质量，进一步提高加工质量。

可以理解的是，上文描述了本说明书实施例提供的多个实施例方案，各实 施例方案介绍的各可选方式可在不冲突的情况下相互结合、交叉引用，从而延 伸出多种可能的实施例方案，这些均可认为是本说明书披露、公开的实施例方案。

在具体实施中，可以将功率补偿电路应用至各种加热场景中，以加工不同的代加工器件。

作为一示例，可以将上述任一实施例中的功率补偿电路应用至加热系统，通过调节输出至激光器阵列的电流值，能够改变激光器阵列发出的热功率。

参照图6所示的本说明书实施例中一种加热系统的结构示意图，如图6所示，在本说明书一些实施例中，加热系统200可以包括：激光器阵列10B和前述任一实施例所述的功率补偿电路100，其中：

所述激光器阵列10B包括：多个串联连接的激光器（例如图1中示意的LD1至LDn），适于提供热量；

功率补偿电路100，与所述激光器阵列10B耦接，适于调节输出至所述激光器阵列10B的电流值。

其中，功率补偿电路100的具体结构、调压原理可以参见前述内容，在此不再展开描述。

具体而言，通过实时调节输出至激光器阵列10B的电流值，能够使得激光器的功率保持恒定值，从而加热系统200能够持续且稳定的提供加热激光束，提高加工质量。

在一些实施例中，激光器阵列中的激光器发光二极管和激光二极管中的至少一种，从而能够根据实际应用场景，灵活的选取激光器的类型，提高加热系统的普适性。

在一些其它实施例中，激光器还可以为其它类型的发光器件。

本说明书还提供一种与上述功率补偿电路对应的功率补偿方法，以下参照附图，通过具体实施例进行详细介绍。

需要知道的是，下文描述的功率补偿方法可以应用至上述功率补偿电路；下文描述的功率补偿方法的内容，可与上文描述的功率补偿电路的内容相互对应参照。

在本说明书一些实施例中，参见图7，具体可以按照如下步骤对激光器阵列的功率进行补偿：

S11，获取电压调节单元为所述激光器阵列提供的驱动电压，以及各个激光器的电参数，生成选通信号至选通单元。

S12，基于所述选通信号，选通所述选通单元的不同选通通道，以输出不同的电流值至激光器阵列。

S13，根据所述选通单元的两端的电压值，以及所述激光器阵列两端的电压值，调节输出至所述激光器阵列的驱动电压。

采用上述功率补偿方法，通过实时调节输出值激光器阵列的电压值和电流值，能够使得激光器阵列中各激光器的功率保持恒定值，进而能够持续且稳定的提供加热激光束，提高加工质量。

虽然本说明书实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (11)

1.一种功率补偿电路，与激光器阵列耦接，所述激光器阵列包括多个串联连接的激光器，其特征在于，所述功率补偿电路包括电压调节单元、选通控制单元和选通单元，其中：

所述选通控制单元，分别与所述电压调节单元和所述选通单元耦接，适于根据所述电压调节单元为所述激光器阵列提供的驱动电压，以及各个激光器的电参数，生成选通信号至所述选通单元；

所述选通单元，分别与所述电压调节单元和所述激光器阵列耦接，具有多个选通通道，基于所述选通信号，所述选通单元的不同选通通道被选通时，所述功率补偿电路输出至所述激光器阵列的电流值不同；

所述电压调节单元，适于根据所述选通单元的两端的电压值，以及所述激光器阵列两端的电压值，调节输出至所述激光器阵列的驱动电压，使得所述激光器阵列中各激光器的功率保持恒定值。

2.根据权利要求1所述的功率补偿电路，其特征在于，所述电参数包括额定电压值和额定电流值，且各个激光器的额定电压值和额定电流值相同；

所述选通控制单元包括：

第一分压模块，适于对所述驱动电压进行分压，得到第一分压电压；

控制模块，适于根据所述第一分压电压，以及其中任意一个激光器的额定电压值，确定所述激光器阵列中发生短路的激光器的数目；以及，根据所述激光器阵列的额定功率总值和未发生短路的激光器的数目，确定所述激光器阵列所需要的电流值，并根据所述电流值，生成所述选通信号；

其中，所述激光器阵列的额定功率总值为所述激光器阵列中所有激光器的额定功率的总和。

3.根据权利要求2所述的功率补偿电路，其特征在于，所述第一分压模块包括：第一分压电阻和第二分压电阻，其中：

所述第一分压电阻的第一端与所述电压调节单元的输出端连接，所述第二分压电阻的第二端分别与所述控制模块和所述第二分压电阻的第一端连接；所述第二分压电阻的第二端接地。

4.根据权利要求1所述的功率补偿电路，其特征在于，多个选通通道之间并联连接，且各个选通通道被选通时，所述选通单元接入至所述功率补偿电路中的电阻值不同。

5.根据权利要求4所述的功率补偿电路，其特征在于，各个选通通道包括：选通开关和选通电阻，其中：

所述选通开关的第一端分别与所述电压调节单元的输出端和所述选通控制单元连接，所述选通开关的第二端与所述选通电阻的第一端连接，所述选通开关的第二端分别与所述电压调节单元的采样端和所述激光器阵列分别连接。

6.根据权利要求1所述的功率补偿电路，其特征在于，所述电压调节单元包括：第二分压模块和电压调节模块，其中：

所述第二分压模块分别与所述选通单元的输出端、所述激光器阵列的输入端和所述电压调节模块耦接，适于对输入至所述激光器阵列的电流值或电压值进行采样，得到第二分压电压；

所述电压调节模块分别与所述选通单元和所述激光器阵列的输入端耦接，适于根据第一控制电压、第二控制电压、基准电压值和所述选通单元两端的电压值，调节输出至所述激光器阵列的驱动电压。

7.根据权利要求6所述的功率补偿电路，其特征在于，所述电压调节模块包括：运算放大器、加法器和误差放大器，其中：

所述运算放大器的第一输入端耦接于所述电压调节模块的输出端和所述选通单元之间，所述运算放大器的第二端耦接于所述选通单元和所述激光器阵列的输入端之间，所述运算放大器的输出端与所述加法器的第一端连接；

所述加法器的第二端适于输入第一电压，所述加法器的第三端与所述误差放大器的第一端连接；

所述误差放大器的第二端适于输入第一控制电压，所述误差放大器的第三端适于输入第二控制电压，所述误差放大器的第四端适于输入基准电压，所述误差放大器的输出端适于输出所述驱动电压。

8.根据权利要求1所述的功率补偿电路，其特征在于，所述选通控制单元检测到的电压值大于设定电压时，生成开关信号；

所述功率补偿电路还包括：开关单元，分别与所述选通控制单元、所述激光器阵列和所述选通单元耦接，适于根据所述生成开关信号，断开所述功率补偿电路和所述激光器阵列之间的通路；

其中，所述开关单元包括：晶体管、钳位电容、第一电感和第二电感和第一电容和第一电阻，其中：所述晶体管的控制端通过所述第一电阻与所述选通控制单元连接，所述晶体管的第一端与所述选通单元连接，所述晶体管的第二端与所述钳位电容的第一端、所述第一电感的第一端分别连接；所述钳位电容的第二端与所述第一电容的第一端连接，并接地；所述第一电容的第二端与所述第二电感的第二端、所述激光器阵列连接；所述第一电感的第二端与所述第二电感的第一端连接。

9.一种加热系统，其特征在于，包括：

激光器阵列，所述激光器阵列包括：多个串联连接的激光器，适于提供热量；

权利要求1至8任一项所述的功率补偿电路，与所述激光器阵列耦接，适于调节输出至所述激光器阵列的电流值。

10.根据权利要求9所述的加热系统，其特征在于，所述激光器包括发光二极管和激光二极管中的至少一种。

11.一种功率补偿方法，其特征在于，基于权利要求1至8任一项所述的功率补偿电路，所述功率补偿方法包括：

获取电压调节单元为所述激光器阵列提供的驱动电压，以及各个激光器的电参数，生成选通信号至选通单元；

基于所述选通信号，选通所述选通单元的不同选通通道，以输出不同的电流值至激光器阵列；

根据所述选通单元的两端的电压值，以及所述激光器阵列两端的电压值，调节输出至所述激光器阵列的驱动电压，使得所述激光器阵列中各激光器的功率保持恒定值。