CN217122155U - 一种激光器风冷控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及激光器技术领域，公开了一种激光器风冷控制装置，包括：温度检测模块，用于获取激光器的散热区域的温度，输出与散热区域的温度对应的温度信号；温度比较模块，与所述温度检测模块连接，用于将所述温度信号与基准信号进行对比，根据对比结果输出功率控制信号；功率控制模块，分别与所述温度比较模块和风扇连接，用于根据所述功率控制信号控制所述风扇的工作功率。本实用新型的技术方案使风扇能够跟随器件温度调节转速达到制冷的同时节省电能的效果，而且该装置成本低、能效高且响应快。

Description

一种激光器风冷控制装置

技术领域

本实用新型涉及激光技术领域，尤其涉及一种激光器风冷控制装置。

背景技术

随着激光器技术的不断发展，激光器已经在工业焊接中逐步成为主流的焊接设备。激光焊接不仅在航空航天、轨道交通和新能源行业应用广泛，随着激光器技术成熟和成本下降，激光焊接机已经开始走到民用范围。

对于手持激光焊接机微型化和轻量化是技术难点，为了实现轻量化和微型化，手持激光焊接机大多采用风冷的方式对焊接机进行冷却。现有的风冷的激光器有的通过配置可调电源进行调速，该类风冷的电源体积大成本高。有的需要变压器调速，该类调速需要的变压器作为工频变压器体积大、重量大不能满足轻量化的需求。

实用新型内容

本实用新型提供一种激光器风冷控制装置，从而满足散热需求的同时实现节能和激光焊接机风冷控制系统的轻量化。

本实用新型实施例提供一种激光器风冷控制装置，包括：

温度检测模块，用于获取激光器的散热区域的温度，输出与散热区域的温度对应的温度信号；

温度比较模块，与所述温度检测模块连接，用于将所述温度信号与基准信号进行对比，根据对比结果输出功率控制信号；

功率控制模块，分别与所述温度比较模块和风扇连接，用于根据所述功率控制信号控制所述风扇的工作功率。

可选的，所述温度检测模块设置在激光器的散热区域中。

可选的，所述温度检测模块包括：第一电阻和热敏电阻；

所述第一电阻的第一端连接稳压电源，所述第一电阻的第二端连接所述热敏电阻的第一端；所述热敏电阻的第二端接地，所述热敏电阻的第一端作为所述温度检测模块的输出端连接所述温度比较模块。

可选的，所述温度比较模块包括：电压比较单元；

所述电压比较单元的第一输入端用于接收所述基准信号，所述电压比较单元的第二输入端连接所述温度检测模块的输出端，所述电压比较单元的输出端连接所述功率控制模块。

可选的，所述电压比较单元包括：运算放大器、第二电阻和第三电阻；

所述第二电阻的第一端用于接收所述基准信号，所述第二电阻的第二端连接所述运算放大器的正输入端；

所述运算放大器的负输入端连接所述温度检测模块的输出端，所述运算放大器的输出端作为所述电压比较单元的输出端；

所述第三电阻的第一端连接所述运算放大器的正输入端，所述第三电阻的第二端连接所述运算放大器的输出端。

可选的，所述功率控制模块包括：功率放大单元和功率选择单元；

所述功率放大单元的输入端连接所述温度比较模块，所述功率放大单元的输出端连接所述功率选择单元的控制端，用于根据自身输入端接收到的所述功率控制信号生成对应的功率选择信号输出至所述功率选择单元的控制端；

所述功率选择单元的输入端连接交流电源，所述功率选择单元的输出端连接所述风扇，用于根据自身控制端接收到的所述功率选择信号控制所述交流电源输入到所述风扇的功率。

可选的，所述功率放大单元包括：第四电阻、第一三极管和第二三极管；

所述第四电阻的第一端作为所述功率放大单元的输入端，所述第四电阻的第二端分别连接所述第一三极管的基极和所述第二三极管的基极；

所述第一三极管的集电极连接稳压电源，所述第一三极管的发射极连接所述第二三极管的发射极，所述第二三极管的集电极接地；其中，所述第一三极管为NPN型三极管，所述第二三极管为PNP型三极管。

可选的，所述功率选择单元包括：继电器和二极管；

所述二极管的阳极作为所述功率选择单元的输入端，所述二极管的阴极作为所述功率选择单元的输出端；

所述继电器的公共端连接所述二极管的阳极，所述继电器的常开触点端连接所述二极管的阴极，所述继电器的线圈第一端连接电源，所述继电器的线圈第二端作为所述功率选择单元的控制端。

本实用新型实施例提供的激光器风冷控制装置，通过器件温度值转换为对应的功率控制信号，使风扇能够跟随器件温度调节转速达到制冷的同时节省电能的效果，而且该装置成本低、能效高且响应快。

附图说明

图1为本实用新型实施例中的一种激光器风冷控制装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中的又一种激光器风冷控制装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

实施例

图1为本实用新型实施例提供的一种激光器风冷控制装置的结构示意图，本实施例可适用于手持激光焊接机。如图1所示，一种激光器风冷控制装置，包括：

温度检测模块10，用于获取激光器的散热区域的温度，输出与散热区域的温度对应的温度信号；

温度比较模块20，与温度检测模块10连接，用于将温度信号与基准信号进行对比，根据对比结果输出功率控制信号；

功率控制模块30，分别与温度比较模块20和风扇40连接，用于根据功率控制信号控制风扇40的工作功率。

其中，激光焊接机工作中会产生热量，这些会发热的器件所在的区域即为散热区域，需要在散热区域内设置风扇进行散热。温度检测模块10可以检测散热区域的温度，将温度值转换对应的温度信号，该温度信号是电压信号，一般温度越高，则温度信号的电压越高。温度比较模块20将电压信号与基准信号进行对比，比较两者的电压大小，如果温度信号的电压高于基准信号，则表明散热区域温度较高需要较大风量，功率控制模块30将根据功率控制信号控制风扇在较高的工作功率，风扇转速会较高，散热效果较强；如果温度信号的电压不高于基准信号，则表明散热区域温度较低需要较小风量即可满足散热，功率控制模块30将根据功率控制信号控制风扇在较低的工作功率，风扇转速较低。

可选的，温度检测模块10设置在激光器的散热区域中。其中，温度检测模块10设置在激光器的光学模块和电学模块，还有焊枪模块所在的区域内。

如图2所示，温度检测模块10包括：第一电阻R1和热敏电阻RH；

第一电阻R1的第一端连接稳压电源，第一电阻R1的第二端连接热敏电阻RH的第一端；热敏电阻RH的第二端接地，热敏电阻RH的第一端作为温度检测模块10的输出端连接温度比较模块20。其中，热敏电阻RH连接5V的VCC电压上，第一电阻阻值可以为50kΩ。

可选的，温度比较模块20包括：电压比较单元；

电压比较单元的第一输入端用于接收基准信号，电压比较单元的第二输入端连接温度检测模块10的输出端，电压比较单元的输出端连接功率控制模块30。

可选的，电压比较单元包括：运算放大器U1、第二电阻R2和第三电阻R3；

第二电阻R2的第一端用于接收基准信号，第二电阻R2的第二端连接运算放大器U1的正输入端；

运算放大器U1的负输入端连接温度检测模块10的输出端，运算放大器U1的输出端作为电压比较单元的输出端；

第三电阻R3的第一端连接运算放大器U1的正输入端，第三电阻R3的第二端连接运算放大器U1的输出端。

可选的，功率控制模块30包括：功率放大单元和功率选择单元；

功率放大单元的输入端连接温度比较模块20，功率放大单元的输出端连接功率选择单元的控制端，用于根据自身输入端接收到的功率控制信号生成对应的功率选择信号输出至功率选择单元的控制端；

功率选择单元的输入端连接交流电源，功率选择单元的输出端连接风扇40，用于根据自身控制端接收到的功率选择信号控制交流电源输入到风扇40的功率。

可选的，功率放大单元包括：第四电阻R4、第一三极管Q1和第二三极管Q2；

第四电阻R4的第一端作为功率放大单元的输入端，第四电阻R4的第二端分别连接第一三极管Q1的基极和第二三极管Q2的基极；

第一三极管Q1的集电极连接稳压电源，第一三极管Q1的发射极连接第二三极管Q2的发射极，第二三极管Q2的集电极接地；其中，第一三极管Q1为NPN型三极管，第二三极管Q2为PNP型三极管。

可选的，功率选择单元包括：继电器S1和二极管D1；

二极管D1的阳极作为功率选择单元的输入端，二极管D1的阴极作为功率选择单元的输出端；

继电器S1的公共端连接二极管D1的阳极，继电器S1的常开触点端连接二极管D1的阴极，继电器S1的线圈第一端连接电源(图中未示出)，继电器S1的线圈第二端作为功率选择单元的控制端。

其中，将温度信号连接到运算放大器U1(型号可以为LM339)的负输入端，正输入端通过第二电阻R2连接基准电压3.0V，电压设定通过选择第二电阻R2阻值10kΩ，第三电阻R3的阻值2.5kΩ。例如，当温度超过30℃时，电压大于3.0V时运算放大器U1的输出的电压为高电平，此时Q1导通，高电平使得继电器S1常开触点闭合，此时风扇满功率运行，增加散热量使得手持激光焊接机的发热器件迅速降温。当温度低于30℃时，运算放大器U1输出为低电平，此时Q2导通继电器S2断开，该状态二极管D1串联在主回路上，使得交流回路只有半波的功率，降低风扇运行的功率，满足散热的同时也实现了节能。

虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种激光器风冷控制装置，其特征在于，包括：

温度检测模块，用于获取激光器的散热区域的温度，输出与散热区域的温度对应的温度信号；

温度比较模块，与所述温度检测模块连接，用于将所述温度信号与基准信号进行对比，根据对比结果输出功率控制信号；

功率控制模块，分别与所述温度比较模块和风扇连接，用于根据所述功率控制信号控制所述风扇的工作功率。

2.根据权利要求1所述的激光器风冷控制装置，其特征在于，所述温度检测模块设置在激光器的散热区域中。

3.根据权利要求2所述的激光器风冷控制装置，其特征在于，所述温度检测模块包括：第一电阻和热敏电阻；

所述第一电阻的第一端连接稳压电源，所述第一电阻的第二端连接所述热敏电阻的第一端；所述热敏电阻的第二端接地，所述热敏电阻的第一端作为所述温度检测模块的输出端连接所述温度比较模块。

4.根据权利要求3所述的激光器风冷控制装置，其特征在于，所述温度比较模块包括：电压比较单元；

所述电压比较单元的第一输入端用于接收所述基准信号，所述电压比较单元的第二输入端连接所述温度检测模块的输出端，所述电压比较单元的输出端连接所述功率控制模块。

5.根据权利要求4所述的激光器风冷控制装置，其特征在于，所述电压比较单元包括：运算放大器、第二电阻和第三电阻；

所述第二电阻的第一端用于接收所述基准信号，所述第二电阻的第二端连接所述运算放大器的正输入端；

所述运算放大器的负输入端连接所述温度检测模块的输出端，所述运算放大器的输出端作为所述电压比较单元的输出端；

所述第三电阻的第一端连接所述运算放大器的正输入端，所述第三电阻的第二端连接所述运算放大器的输出端。

6.根据权利要求1所述的激光器风冷控制装置，其特征在于，所述功率控制模块包括：功率放大单元和功率选择单元；

所述功率放大单元的输入端连接所述温度比较模块，所述功率放大单元的输出端连接所述功率选择单元的控制端，用于根据自身输入端接收到的所述功率控制信号生成对应的功率选择信号输出至所述功率选择单元的控制端；

所述功率选择单元的输入端连接交流电源，所述功率选择单元的输出端连接所述风扇，用于根据自身控制端接收到的所述功率选择信号控制所述交流电源输入到所述风扇的功率。

7.根据权利要求6所述的激光器风冷控制装置，其特征在于，所述功率放大单元包括：第四电阻、第一三极管和第二三极管；

所述第四电阻的第一端作为所述功率放大单元的输入端，所述第四电阻的第二端分别连接所述第一三极管的基极和所述第二三极管的基极；

所述第一三极管的集电极连接稳压电源，所述第一三极管的发射极连接所述第二三极管的发射极，所述第二三极管的集电极接地；其中，所述第一三极管为NPN型三极管，所述第二三极管为PNP型三极管。

8.根据权利要求7所述的激光器风冷控制装置，其特征在于，所述功率选择单元包括：继电器和二极管；

所述二极管的阳极作为所述功率选择单元的输入端，所述二极管的阴极作为所述功率选择单元的输出端；

所述继电器的公共端连接所述二极管的阳极，所述继电器的常开触点端连接所述二极管的阴极，所述继电器的线圈第一端连接电源，所述继电器的线圈第二端作为所述功率选择单元的控制端。

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