CN218734244U - 一种激光脉冲峰值恒流pwm控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种激光脉冲峰值恒流PWM控制系统，包括恒流控制电路和激光管驱动电路，激光管驱动电路包括激光发射管，恒流控制电路的输入端接收PWM信号，恒流控制电路的输出端与激光管驱动电路连接，恒流控制电路用于控制激光管驱动电路电流的大小实现控制激光发射管激光的强度。本实用新型的优点是：通过改变R108的阻值来设定激光发射管VA、VB、VC的恒流额定值；采用串联连接的电容C101‑103、C105、C106和电感L1实现激光发射管无过压冲击、无过流冲击，提高激光发射管的使用寿命；在恒流芯片3脚(EN端)加PWM信号，占空比可以从0％‑‑100％之间任意调整，使得恒流控制电路的输出从零到额定值，实现调节控制激光发射管的光强度。

Description

一种激光脉冲峰值恒流PWM控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种激光脉冲峰值恒流PWM控制系统。

背景技术

电力系统串补保护控制装置有两种供电方式，如下所示：

(1)串补平台上的CT(电流互感器)供能，只能是在电力系统串补装置高压工作时，且电流达到一定值时才能给串补平台上控制保护电路供电。

(2)激光送能柜的激光送能单元，在任何情况下，都可以给串补平台上的控制保护电路供电，且不受任何限制，而当CT电源供电有故障、电流不够大或不投高压时，激光送能单元能保证平台上的控制保护电路正常工作。

电力系统串补装置的工作电压很高，几十或几百千伏，通过市电给串补平台上的保护电路供电是非常困难的，而且不安全，只能靠CT回路取能给串补平台上的保护电路供电。 CT与串补平台是等电位的，CT供电也是比较方便的，弊端是当电力系统串补工作电流较小时，通过CT无法提供足够能量来为保护电路工作，当串补高压设备故障时，无法驱动保护高压设备过压或过流而损坏。

如果出现CT回路故障或电流较小，通过CT无法取能，无法为电力系统串补装置串补平台上的各种控制保护电路供电时，控制柜可以自动切换到激光供能，通过光纤把能量送到串补平台上，再由串补平台上的激光接收器件将激光能量变成电能，给保护电路不间断地供电，激光能量通过光纤送到串补平台上，确保高压设备故障时及时切换保护工作方式，保护高压设备不会损坏。给串补平台上的保护电路供电必须可靠，一旦保护设备断电无法保护高压设备，高压器件和设备处于安全隐患，影响电站安全，所以迫切需要提供一种能够给串补平台上的保护电路不间断地供电系统。

发明内容

为克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种激光脉冲峰值恒流PWM控制系统，给激光发射管提供恒流方式供电，实现串补平台上的保护电路不间断地供电。

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种激光脉冲峰值恒流PWM控制系统，包括恒流控制电路和激光管驱动电路，激光管驱动电路包括激光发射管，恒流控制电路的输入端接收PWM信号，恒流控制电路的输出端与激光管驱动电路连接，恒流控制电路用于控制激光管驱动电路电流的大小实现控制激光发射管激光的强度。

恒流控制电路包括均压电路、用于抑制冲击电压的电容C104、用于比例放大限流的电阻R109-110、用于PWM信号限流的电阻R111、用于改变震荡波形关断时间的电容C107、激光管驱动电路、采样电路、用于抑制驱动电路冲击电流的电感L1、用于设定恒流最大值的电阻R108、恒流芯片；

激光管驱动电路包括激光驱动回路和MOS管V1，激光驱动回路包括串联连接的激光发射管VA、激光发射管VB、激光发射管VC；均压电路与激光管驱动回路并联连接；与 C104并联连接的采样电路分别通过电阻R109和R110的限流将采样电路两端的差压信号与电压比例放大电路连接；

恒流芯片的管脚1与V1的栅极连接，恒流芯片管脚1的输出信号通过V1功率放大后驱动激光发射管，恒流芯片的管脚6与V1的源极连接，恒流芯片的管脚3通过R111与 PWM信号连接，R111用于限流，恒流芯片的管脚5与C107连接。

采样电路包括并联连接的电阻R1041、R1042-R1049、R10410，用于检测流过激光管驱动电路的电流。

均压电路包括电容C101-C103、电阻R101-R103，C101-C103分别并联连接在VA、VB、VC的两端，给激光发射管提供过压保护；R101-R103分别并联连接在VA、VB、VC 的两端，给激光发射管均压。

V1的漏极与L1连接，V1的源极与R108连接。

恒流控制电路还包括电容C105、C106、快速二极管V2，V2与L1并联连接，V2的阴极和L1之间连接有C105，C106和C105并联连接；V2用于吸收反向峰值电压，C105 和C106用于滤波。

激光管驱动电路的电源由VCC提供。

恒流芯片采用AP5160。

电压比例放大电路包括比例放大器。

激光管驱动电路、采样电路、L1、V1、R108串联连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.通过改变R108的阻值来设定激光发射管VA、VB、VC的恒流额定值；

2.采用串联连接的电容C101-103、C105、C106和电感L1实现激光发射管无过压冲击、无过流冲击，提高激光发射管的使用寿命；

3.在恒流芯片3脚(EN端)加PWM信号，占空比可以从0％--100％之间任意调整，使得恒流控制电路的输出从零到额定值，实现调节控制激光发射管的光强度；

4.恒流芯片AP5160的集成电路内部具备高频振荡工作方式，降低驱动MOS管V1 的功耗，工作频率最高可达300KHz；

5.采用二极管V2可以吸收反向峰值电压，产生正向的脉冲信号。

附图说明

图1是激光脉冲峰值恒流PWM控制原理图。

图2是激光脉冲峰值恒流PWM控制各点分波形图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型进行详细地描述，但是应该指出本实用新型的实施不限于以下的实施方式。

以下实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

【实施例1】

见图1，一种激光脉冲峰值恒流PWM控制系统，包括恒流控制电路和激光管驱动电路，激光管驱动电路包括激光发射管，恒流控制电路的输入端接收PWM信号，恒流控制电路的输出端与激光管驱动电路连接，恒流控制电路用于控制激光管驱动电路电流的大小实现控制激光发射管激光的强度。

恒流控制电路包括均压电路、用于抑制冲击电压的电容C104、用于比例放大限流的电阻R109-110、用于PWM信号限流的电阻R111、用于改变震荡波形关断时间的电容C107、激光管驱动电路、采样电路、用于抑制驱动电路冲击电流的电感L1、用于设定恒流最大值的电阻R108、恒流芯片，其中，恒流芯片采用宽电压LED降压型恒流芯片，型号为AP5160；激光管驱动电路包括激光驱动回路和MOS管V1，激光驱动回路包括串联连接的激光发射管VA、激光发射管VB、激光发射管VC，激光发射管型号采用L2486，激光管驱动电路的电源由9V提供，其中，激光管驱动电路、采样电路、L1、MOS管V1、R108串联连接；均压电路与激光管驱动回路并联连接；与C104并联连接的采样电路分别通过电阻R109和 R110的限流将采样电路两端的差压信号与电压比例放大电路连接，电压比例放大电路包括比例放大器；

采样电路包括并联连接的电阻R1041、R1042-R1049、R10410，用于检测流过激光管驱动电路的电流；C104与电阻R1041、R1042-R1049、R10410并联连接用于抑制驱动回路冲击电流的电感L1；均压电路包括电容C101-C103、电阻R101-R103，C101-C103分别并联连接在VA、VB、VC的两端，用于给激光发射管提供过压保护；R101-R103分别并联连接在VA、VB、VC的两端，给激光发射管均压。

恒流控制电路还包括电容C105、C106、快速二极管V2，V2与L1并联连接，V2的阴极和L1之间连接有C105，C106和C105并联连接，C106和C105并联后将脉动直流滤波成为直流电流驱动激光管；V2用于吸收反向峰值电压，C105和C106用于滤波。

AP5160的管脚1与V1的栅极连接，AP5160管脚1的输出信号通过V1功率放大后驱动激光发射管，AP5160的管脚6与V1的源极连接，AP5160的管脚3通过R111与PWM 信号连接，R111用于限流，AP5160的管脚5与C107连接，V1的漏极与L1连接，V1的源极与R108连接，通过改变R108的阻值来设定激光发射管VA、VB、VC的恒流额定值，通过调整PWM输入信号的占空比来调整激光发射管的恒流值的大小，实现改变激光管的发光强度，把激光通过光纤传送至串补平台上，串补平台上的激光电池把光能转换成电能送给各种保护板供电；由于激光发射管和采样电路是串联连接的，流过采样电路的电流即是流过激光管的电流，通过检测采样电阻两端产生电压，通过R109和R110的限流后，送到电压比例放大电路，用于检测此时的激光发射管工作状态。

【实施例2】

见图2的PWM调节波形，PWM信号通过电阻R111限流传送至恒流芯片的管脚3，恒流芯片的芯片采用AP5160，AP5160的管脚5与C107连接，PWM信号通过R111传送至AP5160的管脚3，PWM信号与AP5160内部的高精度比较电路，与由C107调整振荡频率电路合成波形信号，形成一个脉冲序列时间T1及合成PWM脉冲关断时刻T2，V2用于吸收反向峰值电压，产生没有负向的脉冲信号，通过电阻R108两端可检测该波形信号，见图2的峰值恒流输出波形，T1变小、T2变大导通面积减小电流减小(即相当占空比减小)，反之T1变大、T2变小导通面积增大电流增大(即相当占空比增大)AP5160输出电路通过管脚1与V1的栅极连接，AP5160的管脚1的信号通过V1功率放大后驱动激光发射管，AP5160的管脚6与V1的源极和R108连接，V1的漏极与L1连接，V1的源极与 R108连接，V1的漏极与L1连接，通过调整PWM电路的信号占空比，即改变激光发射管的发光强度，电感L1有效抑制冲击电流，输出带有波动的直流波形具体参考见图2，经过 C105和C106滤波后，见图2的恒流滤波输出波形，变成直流波形控制激光发射管VA、 VB、VC。

本实用新型通过改变R108的阻值来设定激光发射管VA、VB、VC的恒流额定值；采用串联连接的电容C101-103、C105、C106和电感L1实现激光发射管无过压冲击、无过流冲击，提高激光发射管的使用寿命；在恒流芯片3脚(EN端)加PWM信号，占空比可以从0％--100％之间任意调整，使得恒流控制电路的输出从零到额定值，实现调节控制激光发射管的光强度。

Claims (10)

1.一种激光脉冲峰值恒流PWM控制系统，其特征在于，包括恒流控制电路和激光管驱动电路，所述的激光管驱动电路包括激光发射管，恒流控制电路的输入端接收PWM信号，恒流控制电路的输出端与激光管驱动电路连接，恒流控制电路用于控制激光管驱动电路电流的大小实现控制激光发射管激光的强度。

2.根据权利要求1所述的一种激光脉冲峰值恒流PWM控制系统，其特征在于，所述的恒流控制电路包括均压电路、用于抑制冲击电压的电容C104、用于比例放大限流的电阻R109-110、用于PWM信号限流的电阻R111、用于改变震荡波形关断时间的电容C107、激光管驱动电路、采样电路、用于抑制驱动电路冲击电流的电感L1、用于设定恒流最大值的电阻R108、恒流芯片；

所述的激光管驱动电路包括激光驱动回路和MOS管V1，所述的激光驱动回路包括串联连接的所述的VA、激光发射管VB、激光发射管VC；均压电路与激光管驱动回路并联连接；与C104并联连接的采样电路分别通过电阻R109和R110的限流将采样电路两端的差压信号与电压比例放大电路连接；

所述的恒流芯片的管脚1与V1的栅极连接，恒流芯片管脚1的输出信号通过V1功率放大后驱动激光发射管，恒流芯片的管脚6与V1的源极连接，恒流芯片的管脚3通过R111与PWM信号连接，R111用于限流，恒流芯片的管脚5与C107连接。

3.根据权利要求2所述的一种激光脉冲峰值恒流PWM控制系统，其特征在于，所述的采样电路包括并联连接的电阻R1041、R1042-R1049、R10410，用于检测流过所述的激光管驱动电路的电流。

4.根据权利要求2所述的一种激光脉冲峰值恒流PWM控制系统，其特征在于，所述的均压电路包括电容C101-C103、电阻R101-R103，C101-C103分别并联连接在所述的VA、VB、VC的两端，给激光发射管提供过压保护；R101-R103分别并联连接在所述的VA、VB、VC的两端，给激光发射管均压。

5.根据权利要求2所述的一种激光脉冲峰值恒流PWM控制系统，其特征在于，所述的V1的漏极与所述的L1连接，V1的源极与所述的R108连接。

6.根据权利要求2所述的一种激光脉冲峰值恒流PWM控制系统，其特征在于，所述的恒流控制电路还包括电容C105、C106、快速二极管V2，V2与所述的L1并联连接，V2 的阴极和L1之间连接有C105，C106和C105并联连接；V2用于吸收反向峰值电压，C105和C106用于滤波。

7.根据权利要求2所述的一种激光脉冲峰值恒流PWM控制系统，其特征在于，所述的激光管驱动电路的电源由VCC提供。

8.根据权利要求2所述的一种激光脉冲峰值恒流PWM控制系统，其特征在于，所述的恒流芯片采用AP5160。

9.根据权利要求2所述的一种激光脉冲峰值恒流PWM控制系统，其特征在于，所述的电压比例放大电路包括比例放大器。

10.根据权利要求3所述的一种激光脉冲峰值恒流PWM控制系统，其特征在于，所述的激光管驱动电路、采样电路、L1、V1、R108串联连接。

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