CN211265958U - 一种大功率光纤激光器恒流驱动系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种大功率光纤激光器恒流驱动系统，包括：控制模块，用以连接上位机，并根据所述上位机输出基准电压；反馈模块，与所述控制模块电性连接，用以接收所述基准电压及反馈信号，并根据所述基准电压及所述反馈信号，输出稳态电流以驱动光纤激光器。本实用新型上述实施方式的一种大功率光纤激光器恒流驱动系统100能够实现0~14A连续可调，最高可驱动330W的光纤激光器。输出功率大，电流连续可调，输出精度高，且散热量小，稳定性高。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体光纤激光器驱动领域，特别是涉及一种大功率光纤激光器恒流驱动系统。
背景技术
目前，在半导体驱动领域恒流驱动技术被广泛应用，但其存在着功率低，发热量发缺点，会导致资源浪费且稳定性效果不好等，基于以上原因，市场迫切需要一种散热量小，稳定性高，功率高且可调的半导体光纤驱动器。
发明内容
基于此，有必要针对现有的驱动电路的驱动功率低、发热量大的问题，提供一种大功率光纤激光器恒流驱动系统。
一种大功率光纤激光器恒流驱动系统，包括：
控制模块，用以连接上位机，并根据所述上位机输出基准电压；
反馈模块，与所述控制模块电性连接，用以接收所述基准电压及反馈信号，并根据所述基准电压及所述反馈信号，输出稳态电流以驱动光纤激光器。
在其中一个实施方式中，所述反馈模块包括：
第一运算放大器，具有同相输入端、反相输入端及输出端，所述同相输入端用以接收所述基准电压；
NMOS输出电路，具有NMOS管，连接所述运算放大器的输出端，用以根据所述运算放大器的输出电压输出恒定电流；
采样电路，连接于所述NMOS输出电路的输出端及第一运算放大器的反相输入端之间，并与所述第一运算放大器及NMOS输出电路形成反馈电路。
在其中一个实施方式中，NMOS输出电路包括两路相互并联的NMOS管。
在其中一个实施方式中，所述采样电路包括分别连接于NMOS管输出端的两个采样电阻。
在其中一个实施方式中，所述采样电路包括：
采样电阻，连接于所述NMOS管输出端；
与所述采样电阻输入端电性连接的第二运算放大器，第二运算放大器的输出端电性连接于所述第一运算放大器的反相输入端以接收所述反馈信号。
在其中一个实施方式中，所述第一运算放大器的反相输入端及输出端之间并联有积分电容。
在其中一个实施方式中，所述NMOS管的型号为DMT6009。
在其中一个实施方式中，所述控制模块包括：
单片机控制芯片，连接于上位机；
数字/模拟转换器，电性连接所述单片机控制芯片，用以将所述单片机控制芯片输出的数字信号转换为模拟信号。
在其中一个实施方式中，所述单片机控制芯片的STM32F103RCT6。
在其中一个实施方式中，所述单片机控制芯片通过串口接入上位机。
本实用新型上述实施方式的一种大功率光纤激光器恒流驱动系统100能够实现0~14A 连续可调，最高可驱动330W的光纤激光器。输出功率大，电流连续可调，输出精度高，且散热量小，稳定性高。
附图说明
图1为本实用新型一优选实施方式的一种大功率光纤激光器恒流驱动系统的电路结构示意图；
图2为本实用新型一优选实施方式的一种大功率光纤激光器恒流驱动系统的控制模块电路结构图；
图3为本实用新型一优选实施方式的一种大功率光纤激光器恒流驱动系统的反馈电路结构图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示，本实用新型一优选实施方式公开了一种大功率光纤激光器恒流驱动系统100，包括控制模块110及反馈模块120。
控制模块110，用以连接上位机，并根据所述上位机输出基准电压；
具体地，所述控制模块110包括单片机控制芯片111及数字/模拟转换器112
单片机控制芯片111连接于上位机；更详细地，所述单片机控制芯片的STM32F103RCT6。所述单片机控制芯片111通过串口接入上位机。
数字/模拟转换器112电性连接所述单片机控制芯片111，用以将所述单片机控制芯片输出的数字信号转换为模拟信号。
反馈模块120，与所述控制模块电性连接，用以接收所述基准电压及反馈信号，并根据所述基准电压及所述反馈信号，输出稳态电流以驱动光纤激光器。
具体地，结合图1及图3所示，所述反馈模块120包括：第一运算放大器121、NMOS输出电路及采样电路。
第一运算放大器121，具有同相输入端D1、反相输入端D2及输出端D3，所述同相输入端D1用以接收所述基准电压；
NMOS输出电路，具有NMOS管1221，连接所述运算放大器的输出端D3，用以根据所述运算放大器121的输出电压输出恒定电流；
优选地，所述NMOS管的型号为DMT6009，内阻仅为10mΩ ，最大可通过79A 电流。
采样电路123，连接于所述NMOS输出电路122的输出端及第一运算放大器121的反相输入端D3之间，并与所述第一运算放大器121及NMOS输出电122路形成反馈电路。
具体地，所述采样电路包括采样电阻1231及第二运算放大器1232
采样电阻1231，连接于所述NMOS管输出端，且另一端接地。
第二运算放大器1232与所述采样电阻1231输入端电性连接的，第二运算放大器1232的输出端电性连接于所述第一运算放大器121的反相输入端D2以接收所述反馈信号。
本实施方式中，NMOS输出电路包括两路相互并联的NMOS管1221。
对应地，所述采样电路包括分别连接于NMOS管1221输出端的两个采样电阻1231。本实施方式中采用两路相互并联的NMOS管1221，两个采样电阻1231主要是为了方便散热，提高输出电流。
优选地，所述第一运算放大器121的反相输入端D2及输出端D3之间并联有积分电容。
本实施方式中的一种大功率光纤激光器恒流驱动系统100的工作原理为：
控制模块110产生的基准电压，该基准电压送入第一运算放大器121的同相端D1，用以控制NMOS输出电路122的导通程度，并由采样电路123获得相应的输出电流，输出电流在采样电阻1231上产生取样电压，该取样电压再经第二运算放大器1232放大后作为反馈电压反馈回第一运算放大器121的反相输入端D2，并与其同相输入端D1的电压比较，对输出电压进行调整，进而对NMOS管1221的输出电流进行调整，使整个闭环反馈系统处于动态的平衡中，以达到稳定输出电流的目的。
根据运放放大器“虚短”的原理，同相输入端D1与反向输入端D2的电压相等，同相输入端D1的输入电压=I1×采样电阻+I2×采样电阻，由于两个采样电阻性能相同，故U=2×I1×采样电阻，所以流过光纤激光器的电流I=0.5×U÷采样电阻，由于同相输入端D1的电压由控制模块110给定，同相输入端D1的电压连续可调，故输出电流连续可调，所以输出电流可以使用上位机控制。
本实用新型上述实施方式的一种大功率光纤激光器恒流驱动系统100能够实现0~14A 连续可调，最高可驱动330W的光纤激光器。输出功率大，电流连续可调，输出精度高，且散热量小，稳定性高。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种大功率光纤激光器恒流驱动系统，其特征在于，包括：
控制模块，用以连接上位机，并根据所述上位机输出基准电压；
反馈模块，与所述控制模块电性连接，用以接收所述基准电压及反馈信号，并根据所述基准电压及所述反馈信号，输出稳态电流以驱动光纤激光器。
2.根据权利要求1所述的大功率光纤激光器恒流驱动系统，其特征在于，所述反馈模块包括：
第一运算放大器，具有同相输入端、反相输入端及输出端，所述同相输入端用以接收所述基准电压；
NMOS输出电路，具有NMOS管，连接所述运算放大器的输出端，用以根据所述运算放大器的输出电压输出恒定电流；
采样电路，连接于所述NMOS输出电路的输出端及第一运算放大器的反相输入端之间，并与所述第一运算放大器及NMOS输出电路形成反馈电路。
3.根据权利要求2所述的大功率光纤激光器恒流驱动系统，其特征在于，NMOS输出电路包括两路相互并联的NMOS管。
4.根据权利要求3所述的大功率光纤激光器恒流驱动系统，其特征在于，所述采样电路包括分别连接于NMOS管输出端的两个采样电阻。
5.根据权利要求2所述的大功率光纤激光器恒流驱动系统，其特征在于，所述采样电路包括：
采样电阻，连接于所述NMOS管输出端；
与所述采样电阻输入端电性连接的第二运算放大器，第二运算放大器的输出端电性连接于所述第一运算放大器的反相输入端以接收所述反馈信号。
6.根据权利要求2所述的大功率光纤激光器恒流驱动系统，其特征在于，所述第一运算放大器的反相输入端及输出端之间并联有积分电容。
7.根据权利要求2所述的大功率光纤激光器恒流驱动系统，其特征在于，所述NMOS管的型号为DMT6009。
8.根据权利要求1所述的大功率光纤激光器恒流驱动系统，其特征在于，所述控制模块包括：
单片机控制芯片，连接于上位机；
数字/模拟转换器，电性连接所述单片机控制芯片，用以将所述单片机控制芯片输出的数字信号转换为模拟信号。
9.根据权利要求8所述的大功率光纤激光器恒流驱动系统，其特征在于，
所述单片机控制芯片的STM32F103RCT6。
10.根据权利要求8所述的大功率光纤激光器恒流驱动系统，其特征在于，所述单片机控制芯片通过串口接入上位机。
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| CN201922373473.7U CN211265958U (zh) | 2019-12-26 | 2019-12-26 | 一种大功率光纤激光器恒流驱动系统 |
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