CN220730661U - 一种高功率激光器电气控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电气控制技术领域，特别是涉及高功率激光器电气控制系统。包括供电电路；供电电路包括依次电气连接的重载连接器、隔离开关、智能断路器模块、开关电源模块和高功率激光器；通过设置隔离开关，可以有效对强电线路进行隔离，在对高功率激光器进行检修时，有助于避免对检修人员的安全造成风险。通过设置智能断路器模块，在高功率激光器上电前，通过对供电电路进行故障检测，为高功率激光器的运行提供了安全可靠的运行环境，并有助于避免因供电电路故障而给高功率激光器来带来风险和隐患。

Description

一种高功率激光器电气控制系统

技术领域

本实用新型涉及电气控制技术领域，特别是涉及高功率激光器电气控制系统。

背景技术

随着高功率激光器的广泛应用，高功率激光器电气系统具有控制高功率激光器起止的功能， 因而高功率激光器电气系统也受关注。目前，高功率激光器的电气控制系统一般是通过按钮开关直接对高功率激光器进行上电，上电前并不对供电回路进行故障检测，若供电回路存在短路或断路时，会对高功率激光器负载端来带来一定风险和隐患。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是，提供一种高功率激光器电气控制系统，该系统能够有助于避免对高功率激光器来带来供电风险和隐患。

本实用新型的方案具体如下：一种高功率激光器电气控制系统，包括供电电路；供电电路包括重载连接器、隔离开关、智能断路器模块、开关电源模块和高功率激光器；重载连接器、隔离开关、智能断路器模块和开关电源模块依次电气连接，形成为高功率激光器供电的供电线路；

重载连接器用于，与外部电源连接以使供电线路从外部电源获取电力；

隔离开关用于，根据实际需要手动对进行电气隔离；

智能短路器模块用于，检测供电线路是否存在供电故障，并在检测到供电线路存在供电故障时，自动断开，使得供电线路停止向高功率激光器供电，其中，供电故障包括短路、漏电、过载、过/欠压；

开关电源模块用于，对供电线路获取到的电力进行转化，并将转化后的电力输出至高功率激光器。

进一步地，所述供电电路还包括滤波器；滤波器的输入端与智能短路器模块的输出端电气连接，滤波器的输出端与开关电源模块的输入端连接，将从外部电源获取到的电力进行滤波后，发送至开关电源模块。

进一步地，所述供电电路还包括用于将一路电力分为多路电力的分线器；

分线器包括一个输入端和多个输出端；

分线器的输入端与滤波器的输出端电气连接；分线器的输出端与开关电源模块的输入端电气连接。

进一步地，所述电气控制系统还包括控制电路，控制电路包括24V开关电源模块、控制模块和信号模块；

24V开关电源模块的输入端与滤波器的输出端电气连接，24V开关电源模块的输出端与控制模块电气连接，24V开关电源模块将供电电路获取到的电力转化为控制模块所需的24V电力，为控制模块供电；

信号模块还连接有钥匙开关，通过钥匙开关向信号模块发送接通信号；

信号模块与控制模块信号连接，将接收到接通信号发送至控制模块；

控制模块与开关电源模块信号连接，控制模块基于接收到的接通信号，控制开关电源模块接通，以向高功率激光器提供电力。

进一步地，所述控制电路还包括功率限流模块；

开关电源模块的输出端与功率限流模块的输入端电气连接，开关电源模块通过功率限流模块对所提供的电力进行功率调整后发送至高功率激光器。

进一步地，所述信号模块还连接有急停开关，急停开关用于发送断开信号；

控制模块还配置用于基于断开信号，控制开关电源模块断开向高功率激光器提供电力。

进一步地，所述控制电路还包括上位机；

信号模块与功率限流模块和开关电源模块信号连接，获取功率限流模块的输出电流、开关电源模块的输入端电压和开关电源模块输出端电压；

信号模块与上位机连接，将获取到的功率限流模块的输出电流、开关电源模块的输入端电压和开关电源模块输出端电压发送至上位机进行显示。

进一步地，所述信号模块还被配置用于：

基于获取到的开关电源模块的输出电压和功率限流模块的输出电流，计算功率限流模块的功率；

将所算出的功率发送至上位机进行显示；

将所计算出的功率与预设的功率阈值范围进行比较，根据比较结果向控制模块发送控制信号，由控制模块基于控制信号对功率限流模块进行功率调整。

进一步地，所述信号模块还与智能断路器模块信号连接，以获取智能断路器模块的工作状态，工作状态包括断开状态和闭合状态；

信号模块还配置用于将获取到的智能断路器模块的工作状态发送至上位机进行显示。

进一步地，所述控制电路还包括上电指示灯和运行状态指示灯；

上电指示灯和运行状态指示灯均与控制模块连接，显示开关电源模块和功率限流模块的上电状态和运行状态。

本实用新型的有益效果：

（1）本实用新型通过设置隔离开关，可以有效对强电线路进行隔离，在对高功率激光器进行检修时，有助于避免对检修人员的安全造成风险。

（2）本实用新型通过设置智能断路器模块，在高功率激光器上电前，通过对供电电路进行故障检测，为高功率激光器的运行提供了安全可靠的运行环境，并有助于避免因供电电路故障而给高功率激光器来带来风险和隐患。

（3）本实用新型通过信号模块获取开关电源模块的输入电压和输出电压、功率限流模块的输出电流以及智能断路器的工作状态，并在上位机上进行实时显示，有助于提高监控力度并在出现故障时有助于快速、便捷地进行问题定位。

（4）信号模块还根据获取到的功率限流模块的输出电流和开关电源模块的输入电压计算功率限流模块的输出功率，不仅将所计算出的功率发送至上位机进行显示，还基于计算出的功率，发送调整信号，使得控制模块基于调整信号对功率限流模块进行调整，从而有助于实现负载平衡。

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是本实用新型所提供的一种高功率激光器电气控制系统的一个实施例的结构示意图。

1、重载连接器；2、隔离开关；3、智能断路器模块；4、滤波器；5、分线器；6、开关电源模块；7、24V开关电源模块；8、控制模块；9、功率限流模块；10、信号模块；11、上位机；12、运行指示灯；13、上电指示灯；14、钥匙开关；15、急停开关；16、高功率激光器；17、外部电源。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1是本实用新型所提供的高功率激光器电气控制系统的一个实施例。在本实施例中，高功率激光器电气控制系统包括供电电路和控制电路，供电电路包括重载连接器1、隔离开关2、智能断路器模块3、滤波器4、分线器5、开关电源模块6和高功率激光器16。其中，重载连接器1、隔离开关2、智能断路器模块3、滤波器4、分线器5和开关电源模块6依次电气连接，形成为高功率激光器供电的供电线路。

重载连接器1与外部电源17连接，以使供电线路从外部电源17获取电力，即将供电电路接入电源。隔离开关2用于根据实际需要，比如对高功率激光器进行维修时，通过手动使隔离开关2断开，对高功率激光器16进行电气隔离。该系统通过设立隔离开关2，使得避免了在高功率激光器16维修时，对维修人员的安全造成一定的触电风险。

智能短路器模块3检测供电线路是否存在供电故障，并在检测到供电线路存在供电故障时，自动断开，使得供电线路停止向高功率激光器26供电，其中，供电故障包括短路、漏电、过载、过/欠压，该系统通过设置智能断路器模块3，有助于实现在高功率激光器16上电前，对其供电线路是否存在故障进行检测，从而有助于避免因供电线路故障而给高功率激光器16来带来风险和隐患。

开关电源模块6对供电线路获取到的电力进行转化，并将转化后的电力输出至高功率激光器16，本实施例中的开关电源模块6为AC/DC开关电源模块，即将从外部电源获取到的交流电转化为直流电。

滤波器4的输入端与智能短路器模块3的输出端电气连接，滤波器4的输出端与开关电源模块6的输入端连接，将从外部电源获取到的电力进行滤波后，发送至开关电源模块，从而滤除了干扰电力。

分线器5用于将一路电力分为多路电力；分线器5包括一个输入端和多个输出端。

分线器5的输入端与滤波器4的输出端电气连接；分线器5的输出端与开关电源模块6的输入端电气连接，由于分线器具有多个输出端，因此该电气控制系统中可以包括多个开关电源模块6，从而为多个高功率激光器16进行供电，使得有助于提供电气控制系统的应用效率。

控制电路包括：24V开关电源模块7、控制模块8、信号模块10、功率限流模块9和上位机11。信号模块10还连接有钥匙开关14和急停开关15。

24V开关电源模块7的输入端与滤波器4的输出端电气连接，24V开关电源模块7的输出端与控制模块8电气连接，24V开关电源模块7将从滤波器4获取到的电力转化为控制模块所需的24V电力，为控制模块8供电。

开关电源模块6的输出端与功率限流模块9的输入端电气连接，开关电源模块6通过功率限流模块9对所提供的电力进行功率调整后发送至高功率激光器16。其中，在供电电路中存在多个开关电源模块6时，控制电路中可以设置有不多于开关电源模块6数量的功率限流模块9，分别与多个开关电源模块6电气连接。

钥匙开关14用于向信号模块10发送接通信号。急停开关15用于向信号模块10发送断开信号。

信号模块10与控制模块8信号连接，将接收到接通信号或断开信号发送至控制模块8。

控制模块8与开关电源模块6信号连接，控制模块被配置用于执行以下操作：

基于接收到的接通信号，控制开关电源模块6接通，以通过功率限流模块9向高功率激光器16提供电力。

基于接收到的断开信号，控制开关电源模块6断开向功率限流模块提供电力，从而使高功率激光器的断电。通过急停开关15可以在高功率激光器16发生故障时，进行紧急停止供电，从而有助于避免对高功率激光器16的损坏。

信号模块10与功率限流模块9和开关电源模块6信号连接，获取功率限流模块9的输出电流、开关电源模块6的输入端电压和开关电源模块6的输出端电压，并分别判断所获取到的功率限流模块9的输出电流是否符合预设的功率限流模块9的输出电流阈值范围、开关电源模块6的输入端电压是否符合预设的开关电源模块6的输入端电压阈值范围以及开关电源模块6的输出端电压是否符合预设的开关电源模块6的输出端电压阈值范围。

信号模块10与上位机11连接，将获取到的功率限流模块9的输出电流、开关电源模块6的输入端电压和开关电源模块6的输出端电压发送至上位机11进行显示，同时判断所获取到的功率限流模块9的输出电流、开关电源模块6的输入端电压和开关电源模块6的输出端电压是否不符合相应的预设阈值范围时，并在其中任一者不符合预设阈值范围时，通过上位机11进行告警，其中，上位机11中设置有电气控制系统的各器件的网络关系拓扑图。通过上位机11进行告警具体是通过在上位机11上的网络关系拓扑图中标注出发生故障的相应部件以进行警示，从而使得检修人员可以快速发现和定位到故障位置。

例如，功率限流模块9的输出电流值为5A，而预设的功率限流模块9的输出电流阈值范围为6A至6.5A，则通过在上位机11上的网络关系拓扑图中标注出功率限流模块9的输出位置，以进行故障警示，比如，用红色叉号标注。

信号模块10还与智能断路器模块3信号连接，以获取智能断路器模块3的工作状态，工作状态包括断开状态和闭合状态；并在获取到智能断路器模块3的工作状态为断开状态时，通过上位机11进行告警，具体地，在上位机上的网络连接拓扑图中标注出智能断路器模块3的位置，以进行故障警示。由此使得检修人员可以快速定位到故障位置。

信号模块10还被配置用于基于获取到的功率限流模块9的输出电流和开关电源模块6输出端电压，计算功率限流模块的功率，并将所计算出的功率发送至上位机11进行显示，同时判断所计算出的功率是否符合预设功率阈值范围，若不符合，则根据预设的功率阈值范围，向控制模块8发送调整信号，控制模块8基于接收到的调整信号对功率限流模块9进行调整。

控制电路还包括上电指示灯13和运行指示灯12。上电指示灯13和运行状态指示灯12均与控制模块8连接。控制模块基于信号模块10对开关电源模块6的输入电压和输出电压是否分别符合预设的开关电源模块6的输入电压阈值范围和输出电压阈值范围的判断，来控制上电指示灯13的状态和运行指示灯12的状态。

具体地，当信号模块10获取到的开关电源模块6的输入端的电压符合预设的开关电源模块6的输入电压阈值范围时，向控制模块8发送上电信号，控制模块8基于接收到的上电信号，控制上电指示灯13比如常亮，当信号模块10获取到的开关电源模块6的输入端的电压不符合预设的开关电源模块6的输入电压阈值范围时，向控制模块8发送上电故障信号，控制模块8基于接收到的上电故障信号，控制上电指示灯13比如不亮。

当信号模块10获取到的开关电源模块6的输出端的电压符合预设的开关电源模块6的输出电压阈值范围时，向控制模块8发送状态正常信号，控制模块8基于接收到的状态正常信号，控制状态指示灯12比如常亮，当信号模块10获取到的开关电源模块6的输出端的电压不符合预设的开关电源模块6的输出电压阈值范围时，向控制模块8发送状态故障信号，控制模块8基于接收到的状态故障信号，控制状态指示灯12比如不亮。

本实施例在使用时，具体操作如下：

通过重载连接器1与外部电源17连接，以获取交流电力，并且通智能断路器3检测上电电路是否存在短路、漏电、过载、过/欠压等现象。若存在，则智能断路器3自动断开，从而实现上电前对供电电路进行检测。

若不存在，通过钥匙开关14向信号模块10发送接通信号，信号模块10将接收到的接通信号发送至控制模块8，控制模块8基于接收到的接通信号使得开关电源模块6接通，通过功率限流模块9为高功率激光器16提供电力。

同时，信号模块10获取开关电源模块6的输入电压和输出电压，并开关电源模块6的输入电压和输出电压是否分别符合预设的开关电源模块6的输入电压阈值范围和输出电压阈值范围，控制模块8基于信号模块的判断结果，控制运行指示灯12和上电指示灯13的运行，若运行指示灯12和上电指示灯13的运行正常，则说明开关电源模块6工作正常。

此外，上位机11上显示开关电源模块6的输入电压和输出电压、功率限流模块9的输出电流以及功率限流模块9的输出功率。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种高功率激光器电气控制系统，其特征在于，包括供电电路；供电电路包括重载连接器、隔离开关、智能断路器模块、开关电源模块和高功率激光器；重载连接器、隔离开关、智能断路器模块和开关电源模块依次电气连接，形成为高功率激光器供电的供电线路；

重载连接器用于，与外部电源连接以使供电线路从外部电源获取电力；

隔离开关用于，根据实际需要手动对进行电气隔离；

智能短路器模块用于，检测供电线路是否存在供电故障，并在检测到供电线路存在供电故障时，自动断开，使得供电线路停止向高功率激光器供电，其中，供电故障包括短路、漏电、过载、过/欠压；

开关电源模块用于，对供电线路获取到的电力进行转化，并将转化后的电力输出至高功率激光器。

2.根据权利要求1所述的高功率激光器电气控制系统，其特征在于，所述供电电路还包括滤波器；滤波器的输入端与智能短路器模块的输出端电气连接，滤波器的输出端与开关电源模块的输入端连接，将从外部电源获取到的电力进行滤波后，发送至开关电源模块。

3.根据权利要求2所述的高功率激光器电气控制系统，其特征在于，所述供电电路还包括用于将一路电力分为多路电力的分线器；

分线器包括一个输入端和多个输出端；

分线器的输入端与滤波器的输出端电气连接；分线器的输出端与开关电源模块的输入端电气连接。

4.根据权利要求3所述的高功率激光器电气控制系统，其特征在于，所述电气控制系统还包括控制电路，控制电路包括24V开关电源模块、控制模块和信号模块；

24V开关电源模块的输入端与滤波器的输出端电气连接，24V开关电源模块的输出端与控制模块电气连接，24V开关电源模块将供电电路获取到的电力转化为控制模块所需的24V电力，为控制模块供电；

信号模块还连接有钥匙开关，通过钥匙开关向信号模块发送接通信号；

信号模块与控制模块信号连接，将接收到接通信号发送至控制模块；

控制模块与开关电源模块信号连接，控制模块基于接收到的接通信号，控制开关电源模块接通，以向高功率激光器提供电力。

5.根据权利要求4所述的高功率激光器电气控制系统，其特征在于，所述控制电路还包括功率限流模块；

开关电源模块的输出端与功率限流模块的输入端电气连接，开关电源模块通过功率限流模块对所提供的电力进行功率调整后发送至高功率激光器。

6.根据权利要求4所述的高功率激光器电气控制系统，其特征在于，所述信号模块还连接有急停开关，急停开关用于发送断开信号；

控制模块还配置用于基于断开信号，控制开关电源模块断开向高功率激光器提供电力。

7.根据权利要求6所述的高功率激光器电气控制系统，其特征在于，所述控制电路还包括上位机；

信号模块与功率限流模块和开关电源模块信号连接，获取功率限流模块的输出电流、开关电源模块的输入端电压和开关电源模块输出端电压；

信号模块与上位机连接，将获取到的功率限流模块的输出电流、开关电源模块的输入端电压和开关电源模块输出端电压发送至上位机进行显示。

8.根据权利要求7所述的高功率激光器电气控制系统，其特征在于，所述信号模块还与智能断路器模块信号连接，以获取智能断路器模块的工作状态，工作状态包括断开状态和闭合状态；

信号模块还配置用于将获取到的智能断路器模块的工作状态发送至上位机进行显示。

9.根据权利要求4所述的高功率激光器电气控制系统，其特征在于，所述控制电路还包括上电指示灯和运行状态指示灯；

上电指示灯和运行状态指示灯均与控制模块连接，显示开关电源模块和功率限流模块的上电状态和运行状态。