CN209487937U - 一种激光驱动的调制电路与系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及激光加工领域，具体涉及一种激光驱动的调制电路，所述调制电路包括一移相电路模块和多个激光驱动模块，所述移相电路模块的输入端接收外部控制信号，其多个输出端分别与对应的激光驱动模块连接；所述移相电路模块根据控制信号依序从多个输出端分别输出具有相位差的驱动信号，并输出至各激光驱动模块；本实用新型通过利用对驱动信号进行移相处理，使得上电电流相对较小的情况下实现多路激光器同时出光，大大降低了生产成本，提高了生产效率，更进一步地，可以避免电网电压出现较大的波动，减少对工厂内其他设备运行的影响。

Description

一种激光驱动的调制电路与系统

技术领域

本实用新型涉及激光加工领域，具体涉及一种激光驱动的调制电路与系统。

背景技术

21世纪国家积极推动高新技术的发展，并且提出了中国制造2025计划，在这种宏观的大背景下激光技术得到高速的发展并已经应用到了生产和生活的许多方面,客户也提出了更多的要求，比如，提高激光器焊接生产效率。在传统的工厂焊接设备方案中，如果一块物料上有多个焊点需要焊接，那么只能让一路激光器一个个依次焊接，这样生产效率非常低下；或者需要多台单路激光器，每台激光器对应一个焊点进行焊接，但这样的话效率虽然提升上来却会极大地提高厂家的生产成本。

现有技术中，为了在提升效率的同时又控制生产成本，研发出一种多路出光激光器，所述多路出光激光器就具有了低成本和高效率的巨大优势；要做到多路同时出光，传统的电路方案是将激光驱动信号直接输入多个激光头控制电路中控制多个激光器同时出光，N个激光头是同时上电的，如果单个激光头的上电电流为A,那么这台激光焊接器的上电电流为NA，显然，这种方案激光器的上电电流将会非常大，加重了系统负荷，对电源的要求也会异常苛刻。

因此，设计一种上电电流正常且可多路同时出光的激光驱动调制电路和系统是本领域一直以来都作为重点研究的问题。

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，提供一种激光驱动的调制电路与系统，克服了多路出光激光器在工作时上电电流大、系统负荷重、电源要求苛刻的缺陷。

为解决该技术问题，本实用新型提供一种激光驱动的调制电路，其优选方案为，所述调制电路包括一移相电路模块和多个激光驱动模块，所述移相电路模块的输入端接收外部控制信号，其多个输出端分别与对应的激光驱动模块连接；所述移相电路模块根据控制信号依序从多个输出端分别输出具有相位差的驱动信号，每一所述激光驱动模块分别与一激光器连接，并根据驱动信号控制激光器上电。

其中，较佳方案为：所述移相电路模块包括一移相芯片，所述移相芯片包括一信号输入端和多个信号输出端，所述信号输入端与外部电路连接，所述信号输出端与对应的激光驱动模块连接。

其中，较佳方案为：所述激光驱动模块包括一用于控制激光发射或停止的MOS管和一用于控制MOS管导通或截止的运算放大器。

其中，较佳方案为：所述激光驱动模块还包括一电压采样电阻，所述电压采样电阻作为反馈接入运算放大器，所述运算放大器将输出信号与采样电压运算后输出至MOS管；当输出信号为高电平时，MOS管导通，当输出信号为低电平时，MOS管截止。

其中，较佳方案为：所述电压采样电阻接入运算放大器的同相端。

其中，较佳方案为：所述移相芯片输出端接入运算放大器的反相端。

其中，较佳方案为：所述移相电路模块还包括一用于控制激光驱动信号的脉冲宽度的控制器，所述控制器通过控制激光驱动信号的脉冲宽度来调整激光器的出光功率。

其中，较佳方案为：所述激光驱动信号的脉冲周期为ms级或以下。

为解决该技术问题，本实用新型还提供一种激光驱动系统，其最佳方案为：所述系统包括如权利要求1-8任一所述的移相电路模块和激光驱动模块，所述系统还包括激光器和多个激光头，所述激光器输出激光驱动信号，所述激光驱动信号通过移相电路模块进行移相形成多个不同相位的驱动信号，多个驱动信号分别输出至多个激光驱动模块，所述激光驱动模块接收驱动信号后控制激光头工作。

其中，较佳方案为：所述激光器包括一用于控制整个系统运行的主控制器。

本实用新型的有益效果在于，与现有技术相比，本实用新型通过利用对驱动信号进行移相处理，在多个激光头上电之间形成时移，使得上电电流相对较小的情况下实现多路激光器同时出光，满足了客户对多路同时出光的焊接需求；进一步地，对高成本激光器设备进行了充分的利用，大大降低了客户的生产成本，提高了客户的生产效率，更进一步地，相对较小的上电电流，可以避免电网电压出现较大的波动，减少对工厂内其他设备运行的影响。

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为本实用新型中一种激光驱动的调制电路示意图；

图2为本实用新型中移相电路模块示意图；

图3为现有技术中驱动信号脉冲信号图；

图4为本实用新型中驱动信号脉冲信号图；

图5为本实用新型中激光驱动模块的电路图；

图6为本实用新型中一种激光驱动系统的结构示意图。

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。

如图1-图4所示，本实用新型提供一种激光驱动的调制电路的最佳实施例。

参考图1，一种激光驱动的调制电路，所述调制电路包括一移相电路模块100和多个激光驱动模块，所述移相电路模块100的输入端接收外部控制信号，其多个输出端分别与对应的激光驱动模块连接；所述移相电路模块100根据控制信号依序从多个输出端分别输出具有相位差的驱动信号，每一所述激光驱动模块分别与一激光器连接，并根据驱动信号控制激光器上电。

具体地，所述调制电路包括一移相电路模块100、第一激光驱动模块210、第二激光驱动模块220、第三激光驱动模块230和第四激光驱动模块240，所述激光驱动信号通过移相电路模块100进行不同的相位提前形成4个不同相位的驱动信号，所述4个不同相位的驱动信号分别通过第一激光驱动模块210、第二激光驱动模块220、第三激光驱动模块230、第四激光驱动模块240进行激光输出。

进一步地，并参考图2，所述移相电路模块100包括一移相芯片，所述移相芯片包括一信号输入端和多个信号输出端，所述信号输入端与外部电路连接，所述信号输出端与对应的激光驱动模块连接。

具体地，激光器输出激光驱动信号，所述激光驱动信号通过移相电路模块100将信号OUT2、OUT3、OUT4的相位分别提前90°、180°、270°，得到四路同频不同相的信号，四个驱动信号分别输出至第一激光驱动模块210、第二激光驱动模块220、第三激光驱动模块230、第四激光驱动模块240，所述第一激光驱动模块210、第二激光驱动模块220、第三激光驱动模块230、第四激光驱动模块240接收驱动信号后分别控制与其对应的激光头工作。

进一步地，并参考图3，以四路同时出光的激光器为例，现有的方案技术中是将激光驱动信号直接输出至四个激光驱动模块，四个激光头同时上电出光，如果单个激光器的上电电流为A，则这台四路出光激光器的上电电流为4A，上电电流非常大，系统负荷也非常大，同时，对电源模块的要求也非常大，并且，在进行焊接过程中，对其他部分元器件的损耗也非常大。

更进一步地，并参考图4，同样以四路同时出光的激光器为例，在本实施方案中是将激光驱动信号进行移相处理后输出至激光驱动模块，将激光驱动信号的OUT2、OUT3、OUT4的相位分别提前90°、180°、270°，这样，所述四个激光头上电运行时将会有个T/4的时间差，四个激光头在一个周期内轮流上电运行，即在一个周期内OUT1、OUT2、OUT3、OUT4依次上电，这样，激光器的上电电流就与普通的单个激光器的上电电流一样为A，只要将激光驱动信号的脉冲周期设置为毫秒级或以下，也能看为四路激光器同时出光，且可以设置激光驱动信号不同的脉冲宽度来达到调整激光器出光功率的目的，这样，利用对驱动信号进行移相处理，就可以在上电电流与普通的单个激光器一样的情况下，进行四路同时出光焊接，降低了激光器上电瞬间功率，也减少了对电源模块的冲击，降低电源要求从而降低了生产成本，同时，对激光驱动信号和移相控制设定在某一范围内，可以将激光器从大功率高频启停设变转换为类似恒功率设备，大大地降低了外部设备的电磁干扰，也减少了对其他部分元器件的损耗。

其中，所述移相电路模块还包括一用于控制激光驱动信号的脉冲宽度的控制器，所述控制器通过控制激光驱动信号的脉冲宽度来调整激光器的出光功率。

如图5所示，本实用新型提供激光驱动模块的最佳实施例。

在本实施例中，以其中OUT1对应的激光驱动模块210为例对激光驱动模块做详细说明。

所述激光驱动模块210包括一用于控制激光发射或停止的MOS管Q1和一用于控制MOS管Q1导通或截止的运算放大器U2，所述运算放大器U2的反相端与移相芯片输出端连接进行驱动信号的传输。

进一步地，所述激光驱动模块还包括一电压采样电阻R1，所述电压采样电阻R1作为反馈接入运算放大器U2的同相端，所述运算放大器U2将输出信号与采样电压运算后输出至MOS管Q1；当输出信号为高电平时，MOS管Q1导通，激光头LD1开始出光；当输出信号为低电平时，MOS管Q1截止，激光头LD1停止工作。

如图6所示，本实用新型还提供一种激光驱动系统的最佳实施例。

一种激光驱动系统，所述系统包括如上所述的移相电路模块100和激光驱动模块，所述系统还包括激光器300和多个激光头，在本实施例中，以四路出光激光器为例，所述激光器300输出激光驱动信号，所述激光驱动信号通过移相电路模块100进行移相形成四路不同相位的驱动信号，四路驱动信号分别输出至第一激光驱动模块210、第二激光驱动模块220、第三激光驱动模块230、第四激光驱动模块240，所述第一激光驱动模块210、第二激光驱动模块220、第三激光驱动模块230、第四激光驱动模块240接收驱动信号后分别控制对应的激光头A、B、C、D工作。

其中，所述激光器包括一主控制器，用于对整个激光驱动系统进行控制。

综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改，等同替换，改进等，均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种激光驱动的调制电路，其特征在于：所述调制电路包括一移相电路模块和多个激光驱动模块，所述移相电路模块的输入端接收外部控制信号，其多个输出端分别与对应的激光驱动模块连接；所述移相电路模块根据控制信号依序从多个输出端分别输出具有相位差的驱动信号，每一所述激光驱动模块分别与一激光器连接，并根据驱动信号控制激光器上电。

2.根据权利要求1所述的调制电路，其特征在于：所述移相电路模块包括一移相芯片，所述移相芯片包括一信号输入端和多个信号输出端，所述信号输入端与外部电路连接，所述信号输出端与对应的激光驱动模块连接。

3.根据权利要求1所述的调制电路，其特征在于：所述激光驱动模块包括一用于控制激光发射或停止的MOS管和一用于控制MOS管导通或截止的运算放大器。

4.根据权利要求3所述的调制电路，其特征在于：所述激光驱动模块还包括一电压采样电阻，所述电压采样电阻作为反馈接入运算放大器，所述运算放大器将输出信号与采样电压运算后输出至MOS管；当输出信号为高电平时，MOS管导通，当输出信号为低电平时，MOS管截止。

5.根据权利要求4所述的调制电路，其特征在于：所述电压采样电阻接入运算放大器的同相端。

6.根据权利要求2所述的调制电路，其特征在于：所述移相芯片输出端接入运算放大器的反相端。

7.根据权利要求1所述的调制电路，其特征在于：所述移相电路模块还包括一用于控制激光驱动信号的脉冲宽度的控制器，所述控制器通过控制激光驱动信号的脉冲宽度来调整激光器的出光功率。

8.根据权利要求7所述的调制电路，其特征在于：所述激光驱动信号的脉冲周期为ms级或以下。

9.一种激光驱动系统，其特征在于：所述系统包括如权利要求1-8任一所述的调制电路，所述系统还包括激光器和多个激光头，所述激光器输出激光驱动信号，所述激光驱动信号通过移相电路模块进行移相形成多个不同相位的驱动信号，多个驱动信号分别输出至多个激光驱动模块，所述激光驱动模块接收驱动信号后控制激光头工作。

10.根据权利要求9所述的激光驱动系统，其特征在于：所述激光器包括一用于控制整个系统运行的主控制器。