CN207853168U - 一种大功率准连续光纤激光器驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种大功率准连续光纤激光器驱动电路，包括N个DCDC降压模块，每个降压模块输出端均连接一个激光器泵浦器件，所述DCDC降压模块包括PWM脉宽调制控制器、两个MOS管以及电感，MOS管的栅极均连接PWM脉宽调制控制器由其控制栅极的通断，其中一个MOS管的源极和漏记分别连接电源和电感用于形成电感充磁通路，另一个MOS管的源极和漏极则分别连接电感和激光器泵浦器件用于形成电感续流回路；还包括一个相位时钟发生器，相位时钟发生器提供2π/N相位差的N个时钟信号分别给每个DCDC降压模块。使用分相降压电流源驱动多个激光器泵浦器件，在负载输出峰值电流大平均电流小的情况下，可以大大的减少输入稳压电源的功率需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及激光器驱动技术领域，具体涉及一种准连续光纤激光器驱动电路。
背景技术
光纤激光器具有光电转换效率高、体积小、寿命长、光束质量好等优点，在光通信、医疗、工业加工及军事领域都有着广泛的应用。特别是准连续光纤激光器，因其介于连续和脉冲激光器之间，既可以发出连续激光，又可以发出ms量级脉冲激光，当占空比为10％时可以得到比连续光高十倍的峰值功率光脉冲。因此一台准连续光纤激光器同时具有了脉冲Nd：YAG激光器的钻孔、焊接优势和CO2激光器的切割功能。
泵浦源是光纤激光器的重要组成部分，为光信号的产生和放大提供能量。泵浦源的性能直接影响光纤激光器的出光质量，例如泵浦效率、泵浦光带宽、泵浦源寿命等。相比较其它泵源，光纤激光器更倾向于用半导体激光器做泵源，半导体激光器具有：电光转换效率高、输出激光波段范围广、使用寿命长、可靠性高、体积小、质量轻等。半导体激光器是靠电流注入驱动的，一般大功率的光纤激光器会使用大功率半导体激光器作为泵源，那么就需要大的驱动电流。驱动电流越大，相应的驱动电路就会产生大量无用的热量，为了光纤激光器安全运行，产生的热量必须要通过制冷来抵消，这样就会造成能源浪费。同时，为了得到大电流就需要高功率驱动电源，提高了光纤激光器的制造成本。特别是准连续光纤激光器和脉冲光纤激光器，因其需要大的电流来驱动泵源来产生高能量脉冲，对应电路的热量就会更高，并且对电源功率要求高。而在准连续应用领域，常规的DCDC降压电流源对前端的DC的瞬间的功率需求大，而平均功率较小，从而产生硬件资源的大量的浪费。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是解决现有准连续光纤激光器驱动电路能源浪费的问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种大功率准连续光纤激光器驱动电路，包括N个DCDC降压模块，每个降压模块输出端均连接一个激光器泵浦器件，所述DCDC降压模块包括PWM脉宽调制控制器、两个MOS管以及电感，MOS管的栅极均连接PWM脉宽调制控制器由其控制MOSFET的通断，其中一个MOS管的源极和漏记分别连接电源和电感用于形成电感充磁通路，另一个MOS管的源极和漏极则分别连接电感和激光器泵浦器件用于形成电感放电回路；还包括一个相位时钟发生器，相位时钟发生器提供2π/N相位差的N个时钟信号分别给每个DCDC降压模块。
进一步的，所有的DCDC降压模块均共同连接一个直流电源。
进一步的，所述的DCDC降压模块还包括电流采样反馈误差放大器、电压采样反馈误差放大器以及模拟调制信号发生器，电流采样反馈误差放大器的端部分别连接电感和PWM脉宽调制控制器，电压采样反馈误差放大器的端部分别连接电感和PWM脉宽调制控制器，模拟调制信号发生器连接PWM脉宽调制控制器用于控制激光器泵浦器件的输出电流。
进一步的，在激光器泵浦器件的两端以及直流电源的两端均设置滤波电容。
从上述技术方案可以看出本实用新型具有以下优点：使用分相降压电流源驱动多个激光器泵浦器件，在负载输出峰值电流大平均电流小的情况下，可以大大的减少输入稳压电源的功率需求，从而大大减小DCDC降压模块的体积，成本，和设计难度。
附图说明
图1为本实用新型的原理图；
图2为本实用新型中各电感的电流波形图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细说明。
如图1所示，本实用新型的大功率准连续光纤激光器驱动电路包括3个DCDC降压模块，每个降压模块输出端均连接一个激光器泵浦器件，所述DCDC降压模块包括PWM脉宽调制控制器、两个MOS管以及电感，MOS管的栅极均连接PWM脉宽调制控制器由其控制栅极的通断，其中一个MOS管的源极和漏记分别连接电源和电感用于形成电感充磁通路，另一个MOS管的源极和漏极则分别连接电感和激光器泵浦器件用于形成电感续流回路；还包括一个相位时钟发生器，相位时钟发生器提供120°相位差的3个时钟信号分别给每个DCDC降压模块，所有的DCDC降压模块均共同连接一个直流电源，在激光器泵浦器件的两端以及直流电源的两端分别设置输入输出电容。
在准连续应用领域，常规的DCDC降压模块对前端的直流电压的瞬间的功率需求大，而平均功率较小，从而产生硬件资源的大量的浪费，而使用分相降压电流源驱动多个激光器泵浦器件，在负载输出峰值电流大平均电流小的情况下，可以大大的减少输入稳压电源的功率需求，从而大大减小DCDC降压模块的体积，成本，和设计难度，其中各DCDC降压模块中电感电流波形图如图2所示，直流电源DC的输入电流为电感峰值电流的1.3倍。
所述的DCDC降压模块还包括电流采样反馈误差放大器、电压采样反馈误差放大器以及模拟调制信号发生器，电流采样反馈误差放大器的端部分别连接电感直流电源和PWM脉宽调制控制器，电压采样反馈误差放大器的端部分别连接电感直流电源和PWM脉宽调制控制器，模拟调制信号发生器连接PWM脉宽调制控制器用于控制激光器泵浦器件的输出电流。采用电流反馈和电压反馈的双反馈机制来驱动激光器负载，同时在电流反馈误差放大器的参考点，提供了一个模拟调制信号用来控制激光器负载的输出电流。
Claims (4)
1.一种大功率准连续光纤激光器驱动电路，包括N个DCDC降压模块，每个降压模块输出端均连接一个激光器泵浦器件，其特征在于：所述DCDC降压模块包括PWM脉宽调制控制器、两个MOS管以及电感，MOS管的栅极均连接PWM脉宽调制控制器由其控制栅极的通断，其中一个MOS管的源极和漏记分别连接电源和电感用于形成电感充磁通路，另一个MOS管的源极和漏极则分别连接电感和激光器泵浦器件用于形成电感续流回路；还包括一个相位时钟发生器，相位时钟发生器提供2π/N相位差的N个时钟信号分别给每个DCDC降压模块。
2.根据权利要求1所述的大功率准连续光纤激光器驱动电路：所有的DCDC降压模块均共同连接一个直流电源。
3.根据权利要求1或者2所述的大功率准连续光纤激光器驱动电路：所述的DCDC降压模块还包括电流采样反馈误差放大器、电压采样反馈误差放大器以及模拟调制信号发生器，电流采样反馈误差放大器的端部分别连接电感和PWM脉宽调制控制器，电压采样反馈误差放大器的端部分别连接电感和PWM脉宽调制控制器，模拟调制信号发生器连接PWM脉宽调制控制器用于控制激光器泵浦器件的输出电流。
4.根据权利要求1所述的大功率准连续光纤激光器驱动电路：在激光器泵浦器件的两端以及直流电源的两端分别设置输入输出电容。
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| CN201820244027.9U CN207853168U (zh) | 2018-02-09 | 2018-02-09 | 一种大功率准连续光纤激光器驱动电路 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113809624A (zh) * | 2020-06-15 | 2021-12-17 | 苏州创鑫激光科技有限公司 | 一种泵源驱动控制装置、方法及光纤激光器 |
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2018
- 2018-02-09 CN CN201820244027.9U patent/CN207853168U/zh active Active
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| CN113809624A (zh) * | 2020-06-15 | 2021-12-17 | 苏州创鑫激光科技有限公司 | 一种泵源驱动控制装置、方法及光纤激光器 |
| WO2022016817A1 (zh) * | 2020-06-15 | 2022-01-27 | 苏州创鑫激光科技有限公司 | 一种泵源驱动控制装置、方法及光纤激光器 |
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