CN209461795U - 一种可在线调节的调q开关高压电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可在线调节的调Q开关高压电路，还包括依次相连的MCU最小系统、信号处理电路、倍压电路、脉冲高压产生电路；本实用新型可在线调节输出高压电压值和脉冲宽度，有效减小对外部电源严苛的要求，可适应多种晶体驱动，减小Q晶体不一致性带来的能量损失，并且本实用新型的电路可直接灌封处理，温度适应性强，调节灵敏、响应快速，性能优良、工作稳定，大大提高效益。

Description

一种可在线调节的调Q开关高压电路

技术领域

本实用新型属于激光光电技术领域，涉及一种可在线调节的调Q开关高压电路。

背景技术

调Q晶体的工作原理是：激光器产生的能量发射到调Q晶体上并被晶体吸收汇聚，在电光调Q激光器中，通过对电光晶体两端快速进行减压（或加压）实现激光腔内的损耗突变，可获得高峰值功率、窄脉宽的激光输出。

目前市场上已有的电光调Q开关驱动器大多结构复杂，工艺要求和成本都较高。然而人们总是希望它性能优良、工作稳定的同时还能够结构简单、体积小且成本低，现有的调Q驱动电路普遍存在体积大，对供电电源要求高，有些甚至需要380V交流电供电，温度适应性差，对晶体一致性要求严苛。

实用新型内容

有鉴于此，为解决上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供了一种可在线调节的调Q开关高压电路，可在线调节输出高压电压值和脉冲宽度，有效减小对外部电源严苛的要求，减小Q晶体不一致性带来的能量损失。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种可在线调节的调Q开关高压电路，还包括依次相连的MCU最小系统、信号处理电路、倍压电路、脉冲高压产生电路；

所述信号处理电路包括可在线调节的升压芯片U1、MOS管N1、二极管D8、滤波电容C5、滤波电容C6、滤波电容C13、闭环反馈电阻R5、闭环反馈电阻R6、闭环反馈电阻R7、变压器T1、补偿电阻R2、电容C11，所述升压芯片U1的11脚分别通过滤波电容C5、滤波电容C6接地，升压芯片U1的11脚连接变压器T1的初级，所述升压芯片U1的10脚连接MOS管N1的栅极，MOS管N1的漏极接地，MOS管N1的源极分别连接变压器T1的初级、二极管D8的正极，二极管D8的负极分别连接升压芯片U1的4脚、电阻R3，所述升压芯片U1的4脚通过电阻R3与5脚连接后再通过滤波电容C13接地，所述升压芯片U1的5脚通过闭环反馈电阻R5与7脚连接后再通过闭环反馈电阻R6接地，所述升压芯片U1的6脚与7脚通过闭环反馈电阻R7连接，所述升压芯片U1的8脚通过串联的补偿电阻R2、电容C11后接地；

所述倍压电路包括电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7；

所述脉冲高压产生电路包括MOS管Q1、电阻R1、电阻R4、电容C12，MOS管Q1与Q晶体并联做退压调Q。

进一步的，所述MCU最小系统根据所需调Q电压发送指令给信号处理电路、发送脉冲信号给脉冲高压产生电路进行脉冲产生，所述信号处理电路对MCU最小系统发出的指令进行处理，并对外部小信号电压进行初步升压，所述倍压电路对信号处理电路输出的电压进行六倍倍压，并输出高压信号给所述脉冲高压产生电路，所述脉冲高压产生电路产生电路接收脉宽驱动信号，输出脉冲高压信号给Q晶体并驱动Q晶体工作。

进一步的，所述MCU最小系统为DSP或FPGA或51单片机或ARM微控制器。

进一步的，所述信号处理电路与所述MCU最小系统的连接方式为SPI连接。

进一步的，所述信号处理电路与所述MCU最小系统的连接方式为I2C连接。

进一步的，所述MCU最小系统的11脚连接U1输出端，U1输出端连接变压器T1的初级，U1输出端为+5V。

进一步的，所述倍压电路中，二极管D1通过电容C8与二极管D2并联后组成第一并联二极管组，二极管D3通过电容C9与二极管D4并联后组成第二并联二极管组，二极管D5通过电容C10与二极管D6并联后组成第三并联二极管组，所述电容C1、第一并联二极管组、电容C3、第二并联二极管组、电容C2、第三并联二极管组依次串联后通过电容C7接地、通过电容C4接输出端QHV+，电容C4与电容C7通过二极管D7连接。

进一步的，所述倍压电路的输入端为变压器T1的次级，输出端QHV+为高压直流信号。

进一步的，所述脉冲高压产生电路的MOS管Q1与Q晶体串联做升压退Q。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型一种可在线调节的调Q开关高压电路，可在线调节输出高压电压值和脉冲宽度，有效减小对外部电源严苛的要求，可适应多种晶体驱动，减小Q晶体不一致性带来的能量损失，并且本实用新型的电路可直接灌封处理，温度适应性强，调节灵敏、响应快速，性能优良、工作稳定，大大提高效益。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的整体原理框图；

图2为本实用新型信号处理电路的电路原理图；

图3为本实用新型倍压电路的电路原理图；

图4为本实用新型脉冲高压产生电路的电路原理图；

图5为MCU最小系统的原理图。

具体实施方式

下面给出具体实施例，对本实用新型的技术方案作进一步清楚、完整、详细地说明。本实施例是以本实用新型技术方案为前提的最佳实施例，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

一种可在线调节的调Q开关高压电路，还包括依次相连的MCU最小系统、信号处理电路、倍压电路、脉冲高压产生电路；

所述信号处理电路包括可在线调节的升压芯片U1、MOS管N1、二极管D8、滤波电容C5、滤波电容C6、滤波电容C13、闭环反馈电阻R5、闭环反馈电阻R6、闭环反馈电阻R7、变压器T1、补偿电阻R2、电容C11，所述升压芯片U1的11脚分别通过滤波电容C5、滤波电容C6接地，升压芯片U1的11脚连接变压器T1的初级，所述升压芯片U1的10脚连接MOS管N1的栅极，MOS管N1的漏极接地，MOS管N1的源极分别连接变压器T1的初级、二极管D8的正极，二极管D8的负极分别连接升压芯片U1的4脚、电阻R3，所述升压芯片U1的4脚通过电阻R3与5脚连接后再通过滤波电容C13接地，所述升压芯片U1的5脚通过闭环反馈电阻R5与7脚连接后再通过闭环反馈电阻R6接地，所述升压芯片U1的6脚与7脚通过闭环反馈电阻R7连接，所述升压芯片U1的8脚通过串联的补偿电阻R2、电容C11后接地；

所述倍压电路包括电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7；倍压电路不局限于6倍压，倍压电路的输入端为变压器T1的次级，输出端QHV+为高压直流信号；

所述脉冲高压产生电路包括MOS管Q1、电阻R1、电阻R4、电容C12，MOS管Q1与Q晶体并联做退压调Q，其导通需要MCU最小系统控制。

进一步的，所述脉冲高压产生电路的MOS管Q1与Q晶体串联做升压退Q，其导通需要MCU最小系统控制。

进一步的，所述倍压电路中，二极管D1通过电容C8与二极管D2并联后组成第一并联二极管组，二极管D3通过电容C9与二极管D4并联后组成第二并联二极管组，二极管D5通过电容C10与二极管D6并联后组成第三并联二极管组，所述电容C1、第一并联二极管组、电容C3、第二并联二极管组、电容C2、第三并联二极管组依次串联后通过电容C7接地、通过电容C4接输出端QHV+，电容C4与电容C7通过二极管D7连接。

进一步的，所述倍压电路的输入端为变压器T1的次级，输出端QHV+为高压直流信号。

进一步的，所述MCU最小系统接收外部指令并根据所需调Q电压发送指令给信号处理电路、发送脉冲信号给脉冲高压产生电路进行脉冲产生，所述信号处理电路对MCU最小系统发出的指令进行处理，并对外部小信号电压进行初步升压，所述倍压电路对信号处理电路输出的电压进行六倍倍压，并输出高压信号给所述脉冲高压产生电路，所述脉冲高压产生电路产生电路接收脉宽驱动信号，输出脉冲高压信号给Q晶体并驱动Q晶体工作。需要说明的是，传统的高压脉冲电路，没有MCU最小系统控制形成闭环，调节电压值需要更换电气参数电子元器件，耗费工时，不利于批量生产。传统的脉冲高压产生电路大多采用多个晶体管进行并联不利于小型化应用。而该技术方案可改善以上不足。

进一步的，所述MCU最小系统为DSP或FPGA或51单片机或ARM微控制器。

进一步的，所述信号处理电路与所述MCU最小系统的连接方式为SPI连接。

进一步的，所述信号处理电路与所述MCU最小系统的连接方式为I2C连接。

进一步的，所述MCU最小系统的11脚连接U1输出端，U1输出端连接变压器T1的初级，U1输出端为+5V。

需要说明的是，例如，本实施例中，A晶体需要1000V高压脉冲，B晶体需要1100V高压脉冲，传统电路需要更改倍压倍数或者更换驱动设计，该技术方案只需要MCU最小系统发送指令，并且信号处理电路、倍压电路、脉冲高压产生电路等各个电路相互配合、积极响应MCU最小系统的指令，就可自动输出适应多种晶体使用的脉冲电压。

需要说明的是，手持式测距机电压输入低，传统的需要220V交流信号，该技术方案只需要MCU最小系统供电的低压信号，对外部电源电压要求低。

综上所述，本实用新型一种可在线调节的调Q开关高压电路，可在线调节输出高压电压值和脉冲宽度，有效减小对外部电源严苛的要求，可适应多种晶体驱动，减小Q晶体不一致性带来的能量损失，并且本实用新型的电路可直接灌封处理，温度适应性强，调节灵敏、响应快速，性能优良、工作稳定，大大提高效益。

以上显示和描述了本实用新型的主要特征、基本原理以及本实用新型的优点。本行业技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会根据实际情况有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种可在线调节的调Q开关高压电路，其特征在于：还包括依次相连的MCU最小系统、信号处理电路、倍压电路、脉冲高压产生电路；

所述信号处理电路包括可在线调节的升压芯片U1、MOS管N1、二极管D8、滤波电容C5、滤波电容C6、滤波电容C13、闭环反馈电阻R5、闭环反馈电阻R6、闭环反馈电阻R7、变压器T1、补偿电阻R2、电容C11，所述升压芯片U1的11脚分别通过滤波电容C5、滤波电容C6接地，升压芯片U1的11脚连接变压器T1的初级，所述升压芯片U1的10脚连接MOS管N1的栅极，MOS管N1的漏极接地，MOS管N1的源极分别连接变压器T1的初级、二极管D8的正极，二极管D8的负极分别连接升压芯片U1的4脚、电阻R3，所述升压芯片U1的4脚通过电阻R3与5脚连接后再通过滤波电容C13接地，所述升压芯片U1的5脚通过闭环反馈电阻R5与7脚连接后再通过闭环反馈电阻R6接地，所述升压芯片U1的6脚与7脚通过闭环反馈电阻R7连接，所述升压芯片U1的8脚通过串联的补偿电阻R2、电容C11后接地；

所述倍压电路包括电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7；

所述脉冲高压产生电路包括MOS管Q1、电阻R1、电阻R4、电容C12，MOS管Q1与Q晶体并联做退压调Q。

2.根据权利要求1所述的一种可在线调节的调Q开关高压电路，其特征在于：所述MCU最小系统根据所需调Q电压发送指令给信号处理电路、发送脉冲信号给脉冲高压产生电路进行脉冲产生，所述信号处理电路对MCU最小系统发出的指令进行处理，并对外部小信号电压进行初步升压，所述倍压电路对信号处理电路输出的电压进行六倍倍压，并输出高压信号给所述脉冲高压产生电路，所述脉冲高压产生电路产生电路接收脉宽驱动信号，输出脉冲高压信号给Q晶体并驱动Q晶体工作。

3.根据权利要求1所述的一种可在线调节的调Q开关高压电路，其特征在于：所述MCU最小系统为DSP或FPGA或51单片机或ARM微控制器。

4.根据权利要求1所述的一种可在线调节的调Q开关高压电路，其特征在于：所述信号处理电路与所述MCU最小系统的连接方式为SPI连接。

5.根据权利要求1所述的一种可在线调节的调Q开关高压电路，其特征在于：所述信号处理电路与所述MCU最小系统的连接方式为I2C连接。

6.根据权利要求1所述的一种可在线调节的调Q开关高压电路，其特征在于：所述MCU最小系统的11脚连接U1输出端，U1输出端连接变压器T1的初级，U1输出端为+5V。

7.根据权利要求1所述的一种可在线调节的调Q开关高压电路，其特征在于：所述倍压电路中，二极管D1通过电容C8与二极管D2并联后组成第一并联二极管组，二极管D3通过电容C9与二极管D4并联后组成第二并联二极管组，二极管D5通过电容C10与二极管D6并联后组成第三并联二极管组，所述电容C1、第一并联二极管组、电容C3、第二并联二极管组、电容C2、第三并联二极管组依次串联后通过电容C7接地、通过电容C4接输出端QHV+，电容C4与电容C7通过二极管D7连接。

8.根据权利要求1所述的一种可在线调节的调Q开关高压电路，其特征在于：所述倍压电路的输入端为变压器T1的次级，输出端QHV+为高压直流信号。

9.根据权利要求1所述的一种可在线调节的调Q开关高压电路，其特征在于：所述脉冲高压产生电路的MOS管Q1与Q晶体串联做升压退Q。