CN203761270U - 一种光纤激光器的恒流电源电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电源电路领域，具体涉及一种光纤激光器的恒流电源电路。一种光纤激光器的恒流电源电路，包括输入端、公共端和输出端，所述电路包括从输入端开始依次连接的半桥变化单元、变压器单元、桥式整流单元和滤波单元，该滤波单元包括小容量电容LC滤波部分和电流滤波部分。本实用新型通过设计一种光纤激光器的恒流电源电路，使用小容量电容LC滤波及电流滤波，使输出的电源电压/电流纹波足够小，保障激光器在高频率脉冲工作中的稳定性；同时由于滤波电容足够小，使其在输出电流/电压为脉冲的工作状态下，脉冲上升沿/下降沿时间很短。
Description
技术领域
本实用新型涉及电源电路领域，具体涉及一种光纤激光器的恒流电源电路。
背景技术
在光纤激光器工作中，需要应用到能量转换电路，特别是恒流电源电路，用于将电网输入的电能转换为光纤激光器电源需要的恒流电能。
目前的光纤激光器恒流电源，一般是半桥转换或全桥转换与输出滤波的组合电路结构，输出的电能通常采用大容量电容进行滤波，从而实现输出直流电压和恒流电流。但上述电路结构难以满足大功率光纤激光器的一些特殊要求：一方面电源电压/电流纹波会转化为激光光束的功率波动，为保障光纤激光器产生激光的稳定性，要求激光器在最大功率输出时，其电源电压/电流纹波要足够小；另一方面由于光纤激光器的脉冲工作频率越大越好，其对电源输出脉冲上升沿/下降沿时间要求就越短越好。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种光纤激光器的恒流电源电路，能够满足大功率光纤激光器对电源电压/电流纹波和脉冲上升沿/下降沿时间等方面的特殊要求。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种光纤激光器的恒流电源电路，包括输入端和输出端，所述电路包括从输入端开始依次连接的半桥变化单元、变压器单元、桥式整流单元和滤波单元，该滤波单元包括使用小容量电容的LC滤波部分。
其中，较佳方案是：所述滤波单元还包括电流滤波部分，该电流滤波部分串联在LC滤波部分之后。
其中，较佳方案是：所述半桥变化单元包括两个相互串联的第一开关管和第二开关管。
其中，较佳方案是：所述半桥变化单元还设有控制单元，该第一开关管的第一端和第二开关管的第一端与控制单元连接。
其中，较佳方案是：所述变压器单元包括连接半桥变化单元的初级绕组和连接桥式整流单元的次级绕组，该初级绕组的匝数大于次级绕组的匝数。
其中，较佳方案是：所述桥式整流单元是全桥式结构。
其中，较佳方案是：所述输出端包括电压输出端和电流输出端，该LC滤波部分的输出端作为电压输出端，该电流滤波部的输出端作为电流输出端。
本实用新型的有益效果在于，与现有技术相比，本实用新型通过设计一种光纤激光器的恒流电源电路，并使用小容量电容的LC滤波及电流滤波，使输出的电源电压/电流纹波足够小，保障激光器在高频率脉冲工作中的稳定性；同时由于滤波电容足够小，使其在输出电流/电压为脉冲的工作状态下，脉冲上升沿/下降沿时间很短。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型恒流电源电路的系统框图；
图2是本实用新型恒流电源电路的电路图。
具体实施方式
现结合附图，对本实用新型的较佳实施例作详细说明。
参考图1，本实用新型的恒流电源电路包括依次连接的输入端10、半桥变化单元11、变压器单元12、桥式整流单元13、滤波单元14和输出端15，其中滤波单元14包括LC滤波部分141和电流滤波部分142，半桥变化单元11还连接控制单元16。
该电路的工作方式是：输入端10是输入电网经过整流后的直流电，半桥变化单元11将输入直流电转换成可控交流电，变压器单元12将可控交流电压进行升降压，桥式整流单元13将升降压后的交流电转换成直流电，滤波单元14将直流电进行滤波处理后通过输出端15，提供一种光纤激光器的恒流电源。
图2是该实施例的参考图2，半桥变化单元11包括电容C1、电容C2、电容C3、第一开关管Q1和第二开关管Q2，变压器单元12包括初级绕组T1-A和次级绕组T1-B，桥式整流单元13包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4，滤波单元14包括电感L1、电感L2和电容C4，输出端15包括电压输出端DC-和电流输出端DC+。
其中，半桥变化单元11的电容C1串接在输入端10和公共端之间，电容C2和电容C3相互串联并与输入端10和公共端串联，第一开关管Q1和第二开关管Q2相互串联并与输入端10和公共端串联；半桥变化单元11的第一开关管Q1和第二开关管Q2是由场效应管和二极管串联而成，第一开关管Q1的第一端和第二开关管Q2的第一端与控制单元16连接，该控制单元16可以是处理器模块或者数模电路。
半桥变化单元11的具体工作方式是：第一开关管Q1和第二开关管Q2可以交替导通或断开，将输入端10输入的直流电转换为交流电；同时通过控制第一开关管Q1和第二开关管Q2的导通占空比，实现对恒流电源电路输出电压和电流的控制，达到调节输出电流的效果。
其中，变压器单元12包括连接半桥变化单元11的初级绕组T1-A和连接桥式整流单元13的次级绕组T1-B，变压器单元12的初级绕组T1-A和次级绕组T1-B间存在电气隔离，可以通过调节初级绕组T1-A和次级绕组T1-B的匝数，来调节初级输入电压和次级输入电压的电压比。由于光纤激光器的电压需求远远低于正常电网电能的220V，本变压器单元12采用降压型变压器。
其中，桥式整流单元是由第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4构成的全桥电路，将次级绕组T1-B输入的交流通过全桥电路整流变成直流电。
由于电源电压/电流纹波会转化为激光光束的功率波动，为保障光纤激光器产生激光的稳定性，要求激光器在最大功率输出时，其电源电压/电流纹波要足够小，故在电路结构后端设置滤波单元14。
该滤波单元14包括LC滤波部分141和电流滤波部分142，LC滤波部分141包括电感L1和小容值的电容C4，并连接输出端15的电压输出端DC-；通过LC滤波部分141将桥式整流单元13的直流大波纹电压过滤成直流小波纹电压，满足光纤激光器对小纹波电压的要求。
电流滤波部分142串联在LC滤波单元141之后，用于进一步减少电流纹波。电流滤波部分142包括电感L2，将电感L2的第二端作为输出端15的电流输出端DC+；通过电流滤波部分142将桥式整流单元13的直流大波纹电流过滤成直流小波纹电流，满足光纤激光器对小纹波电流的要求。
在本实用新型中，半桥变化单元11的工作频率高于激光器脉冲工作频率，为保障激光器工作在较高的脉冲状态下，半桥变化单元11的工作频率尽可能提高，其脉冲占空比尽可能提高，由于光纤激光器的脉冲工作频率越大越好，故其对电源输出脉冲上升沿/下降沿时间要求就越小越好，一般要求其脉冲上升沿/下降沿时间不能大于脉冲宽度的20%。
滤波单元14的电容容量和电压、电流的关系为：当电压ΔU和电流I固定时，电容量C越小，则充放电时间ΔT就越小，其脉冲上升沿/下降沿时间就越短，从而达到降低脉冲升沿/下降沿时间的目的。
以上所述者，仅为本实用新型最佳实施例而已，并非用于限制本实用新型的范围，凡依本实用新型申请专利范围所作的等效变化或修饰，皆为本实用新型所涵盖。
Claims (7)
1.一种光纤激光器的恒流电源电路，包括输入端和输出端，其特征在于：所述电路包括从输入端开始依次连接的半桥变化单元、变压器单元、桥式整流单元和滤波单元，该滤波单元包括使用小容量电容的LC滤波部分。
2.根据权利要求1所述的恒流电源电路，其特征在于：所述滤波单元还包括电流滤波部分，该电流滤波部分串联在LC滤波部分之后。
3.根据权利要求1所述的恒流电源电路，其特征在于：所述半桥变化单元包括两个相互串联的第一开关管和第二开关管。
4.根据权利要求3所述的恒流电源电路，其特征在于：所述半桥变化单元还设有控制单元，该第一开关管的第一端和第二开关管的第一端与控制单元连接。
5.根据权利要求1所述的恒流电源电路，其特征在于：所述变压器单元包括连接半桥变化单元的初级绕组和连接桥式整流单元的次级绕组，该初级绕组的匝数大于次级绕组的匝数。
6.根据权利要求1所述的恒流电源电路，其特征在于：所述桥式整流单元是全桥式结构。
7.根据权利要求1或2所述的恒流电源电路，其特征在于：所述输出端包括电压输出端和电流输出端，该LC滤波部分的输出端作为电压输出端，该电流滤波部的输出端作为电流输出端。
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| CN110729986A (zh) * | 2019-09-10 | 2020-01-24 | 广州供电局有限公司 | 冲击电压发生器及其触发脉冲波形调控装置 |
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2014
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Cited By (2)
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| CN110729986A (zh) * | 2019-09-10 | 2020-01-24 | 广州供电局有限公司 | 冲击电压发生器及其触发脉冲波形调控装置 |
| CN110729986B (zh) * | 2019-09-10 | 2023-08-08 | 广东电网有限责任公司广州供电局 | 冲击电压发生器及其触发脉冲波形调控装置 |
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