一種由555構(gòu)成的可調(diào)壓調(diào)流高性能正激光電源電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種在軍工、電子工業(yè)及醫(yī)療等領(lǐng)域，用于激光器工作的一種由555構(gòu)成的可調(diào)壓調(diào)流高性能正激光電源電路。包括控制及驅(qū)動(dòng)電路、輸出反饋電路、輸出電壓控制電路、電流控制及保護(hù)電路、復(fù)合高壓輸出電路，輸出反饋電路分別與控制及驅(qū)動(dòng)電路、輸出電壓控制電路、電流控制及保護(hù)電路、復(fù)合高壓輸出電路連接，控制及驅(qū)動(dòng)電路與復(fù)合高壓輸出電路連接。效果是：電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)換效率高；穩(wěn)流精度高且可連續(xù)調(diào)節(jié)；維持工作電壓可調(diào)，進(jìn)而改變起輝電壓，適應(yīng)多種類型的激光器；具有外部輸出使能控制及內(nèi)部輸出電流控制保護(hù)的功能；模塊化設(shè)計(jì)，重量輕，外形尺寸小，長(zhǎng)期工作可靠性高易于安裝。
【專利說(shuō)明】—種由555構(gòu)成的可調(diào)壓調(diào)流高性能正激光電源電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種在軍工、電子工業(yè)及醫(yī)療等領(lǐng)域，在激光測(cè)距、激光通訊、激光制導(dǎo)、激光照排等方面的儀器設(shè)備中，用于激光器工作的一種由555構(gòu)成的可調(diào)壓調(diào)流高性能正激光電源電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著高科技的不斷發(fā)展，各種氣體激光器的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，市場(chǎng)對(duì)激光器的重要組成部分激光電源的要求隨之也越來(lái)越高，當(dāng)今的激光電源雖然大多引入了高頻開(kāi)關(guān)電源技術(shù)，進(jìn)行高頻化設(shè)計(jì)，但其電路結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，存在著轉(zhuǎn)換效率較低，穩(wěn)流精度不高，產(chǎn)品的外形尺寸較大，長(zhǎng)期工作可靠性較差等不足。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]鑒于現(xiàn)有的需求情況及存在的不足，本實(shí)用新型提供了一種穩(wěn)流精度高，外形尺寸較小、易于安裝且電路簡(jiǎn)單的由555構(gòu)成的可調(diào)壓調(diào)流高性能正激光電源電路。
[0004]本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的，所采取的技術(shù)方案是:一種由555構(gòu)成的可調(diào)壓調(diào)流高性能正激光電源電路，其特征在于:它包括控制及驅(qū)動(dòng)電路、輸出反饋電路、輸出電壓控制電路、電流控制及保護(hù)電路、復(fù)合高壓輸出電路，所述輸出反饋電路分別與控制及驅(qū)動(dòng)電路、輸出電壓控制電路、電流控制及保護(hù)電路、復(fù)合高壓輸出電路連接，所述控制及驅(qū)動(dòng)電路與復(fù)合高壓輸出電路連接。
[0005]本實(shí)用新型的有益效果是:電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)換效率高；穩(wěn)流精度高且可連續(xù)調(diào)節(jié)；維持工作電壓可調(diào)，進(jìn)而改變起輝電壓，適應(yīng)多種類型的激光器；具有外部輸出使能控制及內(nèi)部輸出電流控制保護(hù)的功能；模塊化設(shè)計(jì)，重量輕，外形尺寸小，長(zhǎng)期工作可靠性高，易于安裝。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1為本實(shí)用新型的電路連接框圖；
[0007]圖2為本實(shí)用新型的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008]如圖1、2所示，一種由555構(gòu)成的可調(diào)壓調(diào)流高性能正激光電源電路，包括控制及驅(qū)動(dòng)電路、輸出反饋電路、輸出電壓控制電路、電流控制及保護(hù)電路、復(fù)合高壓輸出電路，輸出反饋電路分別與控制及驅(qū)動(dòng)電路、輸出電壓控制電路、電流控制及保護(hù)電路、復(fù)合高壓輸出電路連接，控制及驅(qū)動(dòng)電路與復(fù)合高壓輸出電路連接。
[0009]上述控制及驅(qū)動(dòng)電路中，變壓器TRF初級(jí)線圈Lp的I端分別接電感LI的一端、電容C3的正極，電容C3的負(fù)極接輸入地GND，穩(wěn)壓基準(zhǔn)源U2的控制端I腳分別接電阻R8和R9的一端，電阻R8的另一端分別接穩(wěn)壓基準(zhǔn)源U2的陰極3腳、電阻R2的一端和電容C4的正極，并作為基準(zhǔn)電壓輸出端Vref，電阻R9的另一端分別與電容C4的負(fù)極、穩(wěn)壓基準(zhǔn)源U2的陽(yáng)極2腳相連并接輸入地GND，電阻Rl的一端分別接二極管D2的負(fù)極、電容C6的正極、電阻R3和電阻R5的一端、控制芯片Ul的電源正端8腳，電容C6的負(fù)極與二極管D2的正極相連并接輸入地GND，電阻R12的一端分別接二極管Dl的負(fù)極、電容C5的正極，并作為內(nèi)部供電端Vcc，電容C5的負(fù)極與二極管Dl的正極相連并接輸入地GND，供電輸入端+Vin分別接電阻Rl、R2、R12的另一端以及電感LI的另一端，變壓器TRF初級(jí)線圈Lp的2端接三極管Tl的漏極，電阻RlO與二極管D3并聯(lián)，三極管Tl的柵極分別接二極管D3的正極和電阻Rll的一端，二極管D3的負(fù)極接控制芯片Ul的的輸出端3腳，電阻Rll的另一端與三極管Tl的源極相連并接輸入地GND，電阻R3的另一端分別接電阻R4的一端和控制芯片Ul的的放電端7腳，電阻R4的另一端分別接電容Cl的一端、控制芯片Ul的的觸發(fā)端2腳和閾值端6腳，電阻R5的另一端分別接三極管T2的集電極、控制芯片Ul的的復(fù)位端4腳，三極管T2的基極分別接電阻R6、R7及電容C2的一端，電阻R6的另一端接啟?？刂贫薘/S，三極管T2的發(fā)射極分別接電阻R7、和電容C1、C2的另一端，并與控制芯片Ul的的接地端I腳相連后接輸入地GND，控制芯片Ul的的電壓控制端5腳通過(guò)電容C7接輸入地GND ；
[0010]上述輸出反饋電路中，電阻R21與電容C23并聯(lián)，電阻R21的一端通過(guò)電阻R20分別接電容C25和電阻R19的一端、控制芯片U4B的反相輸入端6腳，電阻R18與電容C24并聯(lián)，控制芯片U4B的同相輸入端5腳接電阻R18的一端，電阻R18和電阻R19的另一端相連并接輸入地GND，電阻R16與二極管D4并聯(lián)，控制芯片U4B的輸出端7腳分別接電容C25的另一端、二極管D4的負(fù)極及電阻R17的一端，二極管D4的正極與二極管D5的正極相連并接控制及驅(qū)動(dòng)電路中控制芯片Ul的電壓控制端5腳，電阻R17的另一端接輸入地GND，電阻R23與電容C27并聯(lián)，控制芯片U4A的同相輸入端3腳分別接電阻R23、R24的一端，電阻R23的另一端接輸入地GND，二極管D6、D7同向串聯(lián)且與電阻R25及電容C22并聯(lián)，二極管D6的負(fù)極接電阻R24的另一端，二極管D7的正極接輸出地HVG，控制芯片U4A的反相輸入端2腳分別接電阻R22和電容C26的一端，電阻R22的另一端接輸入地GND，控制芯片U4A的輸出端I腳分別接二極管D5的負(fù)極、電容C26的另一端，控制芯片U4A的4腳接輸入地GND，控制芯片U4A的8腳接內(nèi)部供電端Vcc ；
[0011 ] 上述輸出電壓控制電路中，控制芯片U5B的同相輸入端5腳接電位器W的可調(diào)端3腳，電位器W的一固定端I腳接基準(zhǔn)電壓輸出端Vref，電位器W的另一固定端2腳通過(guò)電阻R15接輸入地GND，控制芯片U5B的反相輸入端6腳分別接電阻R13和電容C8的一端，控制芯片U5B的輸出端7腳分別接電阻R14的一端、電容C8的另一端，電阻R13和電阻R14的另一端相連并接輸出反饋電路中控制芯片U4B的同相輸入端5腳；
[0012]上述電流控制及保護(hù)電路中，控制芯片U5A的同相輸入端3腳分別接二極管D8的正極、電阻R29的一端，電阻R29的另一端分別與電阻R31和電容ClO的一端、輸出電流調(diào)節(jié)端Iadj相連，穩(wěn)壓基準(zhǔn)源U3的控制端I腳分別接電阻R32的一端和電阻R31的另一端，穩(wěn)壓基準(zhǔn)源U3的陽(yáng)極2腳分別與電阻R32和電容ClO的另一端相連并接輸入地GND，穩(wěn)壓基準(zhǔn)源U3的陰極3腳分別接二極管D8的負(fù)極、電阻R30的一端，電阻R30的另一端接內(nèi)部供電端Vcc，控制芯片U5A的反相輸入端2腳分別接電阻R26和電容C9的一端，控制芯片U5A的輸出端I腳分別接電阻R27的一端、電容C9的另一端，電阻R28的一端分別接電阻R26、R27的另一端，電阻R28的另一端接輸出反饋電路中控制芯片U4A的同相輸入端3腳，控制芯片U5A的4腳接輸入地GND，控制芯片U5A的8腳接內(nèi)部供電端Vcc ；
[0013]上述復(fù)合高壓輸出電路中，變壓器TRF次級(jí)高壓線圈Ls的I端分別接電容C19和電容Cll的一端，電容C19的另一端分別接二極管D19的負(fù)極和二極管D20的正極，二極管D19的正極分別接電容C20的一端和變壓器TRF次級(jí)高壓線圈Ls的2端，電容C20的另一端分別接二極管D20的負(fù)極和電阻R36的一端，電阻R36的另一端分別接電容C21和電阻R37的一端、輸出反饋電路中電阻R21的另一端，電容C21的另一端分別接變壓器TRF次級(jí)高壓線圈Ls的2端和輸出反饋電路中二極管D6的負(fù)極，電容C28和電阻R38并聯(lián)，電阻R37的另一端接電阻R38的一端，電阻R38的另一端接二極管D9的正極，二極管D9的負(fù)極接二極管DlO的正極，二極管DlO的負(fù)極分別接電阻R34的一端和復(fù)合正高壓輸出端+HV.0ut,電容Cll的另一端分別接電容C13的一端、二極管Dll的負(fù)極和二極管D12的正極，電容C13的另一端分別接電容C15的一端、二極管D13的負(fù)極和二極管D14的正極，電容C15的另一端分別接電容C17的一端、二極管D15的負(fù)極和二極管D16的正極，電容C17的另一端分別接二極管D17的負(fù)極和二極管D18的正極，二極管Dll的正極分別接電容C12的一端和變壓器TRF次級(jí)高壓線圈Ls的2端，電容C12的另一端分別接二極管D12的負(fù)極、二極管D13的正極和電容C14的一端，電容C14的另一端分別接二極管D14的負(fù)極、二極管D15的正極和電容C16的一端，電容C16的另一端分別接二極管D16的負(fù)極、二極管D17的正極和電容C18的一端，電容C18的另一端分別接二極管D18的負(fù)極和電阻R33的一端，電阻R33的另一端與電阻R34的另一端相連；
[0014]主控制芯片采用常見(jiàn)的7555時(shí)基電路，利用其控制簡(jiǎn)單、極低的功耗、電源適應(yīng)范圍寬、帶載能力強(qiáng)等特點(diǎn)，通過(guò)外圍電路連接，構(gòu)成無(wú)穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器電路。電路整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，耗能小，輸出穩(wěn)流精度高，其外部有使能控制端及輸出恒流調(diào)節(jié)控制，內(nèi)部有多種保護(hù)功能。高壓部分采用復(fù)合高壓輸出，輸出電壓及電流可調(diào)，起輝、維持電壓自動(dòng)切換，起輝后為恒流輸出。
[0015]選擇低噪聲、低溫漂、穩(wěn)定性好的控制芯片及其它元器件；PCB合理布局，控制、功率等各類彳目號(hào)有獨(dú)立路徑，減小各/[目號(hào)間的相互串?dāng)_,有效控制EMI ;確保聞質(zhì)量的聞?lì)l變壓器，在其結(jié)構(gòu)工藝、裝配工藝及高壓絕緣處理等方面，嚴(yán)格把關(guān)，保證電源長(zhǎng)期工作的穩(wěn)定性及可靠性。
[0016]工作原理
[0017]在控制及驅(qū)動(dòng)電路中，由Ul控制芯片7555、電容Cl、電阻R3和電阻R4等組成無(wú)穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器電路。內(nèi)部供電電壓Vcc不取自Ul芯片的8腳，而采用獨(dú)立輸出，避免對(duì)其它控制芯片的干擾。從控制芯片Ul的3腳輸出的振蕩脈沖信號(hào)，通過(guò)三極管Tl驅(qū)動(dòng)變壓器TRF初級(jí)線圈Lp，在其兩端產(chǎn)生高頻振蕩脈沖電壓，并通過(guò)開(kāi)關(guān)變壓器TRF耦合到其次級(jí)。
[0018]在復(fù)合高壓輸出電路中，開(kāi)關(guān)變壓器TRF的次級(jí)高壓線圈Ls上的交流脈沖高壓分兩條路倍壓，一路通過(guò)八倍壓，輸出很高的正高壓，作為起輝高壓；另一路通過(guò)二倍壓，輸出較低的正維持工作高壓。當(dāng)激光器負(fù)載被擊穿前，起輝高壓高于維持工作高壓，二極管D9、DlO反向，輸出電壓為很高的起輝電壓；當(dāng)激光器負(fù)載被擊穿后，負(fù)載電流增加，兩個(gè)高壓自動(dòng)切換，高壓功率輸出通過(guò)電阻R37、R38及二極管D9、D10,由維持工作電壓來(lái)提供。
[0019]在電流控制及保護(hù)電路、輸出電壓控制電路及輸出反饋電路中，控制芯片U4B、電阻R19、R20、R21等組成電壓反饋電路，并通過(guò)電位器W經(jīng)U5B等組成的跟隨器，對(duì)輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)；由控制芯片U4A、電阻R25等組成輸出電流反饋電路，從而得到高精度的輸出電流，并通過(guò)外控調(diào)節(jié)端Iadj，經(jīng)控制保護(hù)電路及U5A等組成的跟隨器，對(duì)輸出電流進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)。
【權(quán)利要求】
1.一種由555構(gòu)成的可調(diào)壓調(diào)流高性能正激光電源電路，其特征在于:它包括控制及驅(qū)動(dòng)電路、輸出反饋電路、輸出電壓控制電路、電流控制及保護(hù)電路、復(fù)合高壓輸出電路，所述輸出反饋電路分別與控制及驅(qū)動(dòng)電路、輸出電壓控制電路、電流控制及保護(hù)電路、復(fù)合高壓輸出電路連接，所述控制及驅(qū)動(dòng)電路與復(fù)合高壓輸出電路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由555構(gòu)成的可調(diào)壓調(diào)流高性能正激光電源電路，其特征在于:所述控制及驅(qū)動(dòng)電路中，變壓器TRF初級(jí)線圈Lp的I端分別接電感LI的一端、電容C3的正極，電容C3的負(fù)極接輸入地GND，穩(wěn)壓基準(zhǔn)源U2的控制端I腳分別接電阻R8和R9的一端，電阻R8的另一端分別接穩(wěn)壓基準(zhǔn)源U2的陰極3腳、電阻R2的一端和電容C4的正極，并作為基準(zhǔn)電壓輸出端Vref，電阻R9的另一端分別與電容C4的負(fù)極、穩(wěn)壓基準(zhǔn)源U2的陽(yáng)極2腳相連并接輸入地GND，電阻Rl的一端分別接二極管D2的負(fù)極、電容C6的正極、電阻R3和電阻R5的一端、控制芯片Ul的電源正端8腳，電容C6的負(fù)極與二極管D2的正極相連并接輸入地GND，電阻R12的一端分別接二極管Dl的負(fù)極、電容C5的正極，并作為內(nèi)部供電端Vcc，電容C5的負(fù)極與二極管Dl的正極相連并接輸入地GND，供電輸入端+Vin分別接電阻Rl、R2、R12的另一端以及電感LI的另一端，變壓器TRF初級(jí)線圈Lp的2端接三極管Tl的漏極，電阻RlO與二極管D3并聯(lián)，三極管Tl的柵極分別接二極管D3的正極和電阻Rll的一端，二極管D3的負(fù)極接控制芯片Ul的的輸出端3腳，電阻Rll的另一端與三極管Tl的源極相連并接輸入地GND，電阻R3的另一端分別接電阻R4的一端和控制芯片Ul的的放電端7腳，電阻R4的另一端分別接電容Cl的一端、控制芯片Ul的的觸發(fā)端2腳和閾值端6腳，電阻R5的另一端分別接三極管T2的集電極、控制芯片Ul的的復(fù)位端4腳，三極管T2的基極分別接電阻R6、R7及電容C2的一端，電阻R6的另一端接啟?？刂贫薘/S，三極管T2的發(fā)射極分別接電阻R7、和電容C1、C2的另一端，并與控制芯片Ul的的接地端I腳相連后接輸入地GND，控制芯片Ul的的電壓控制端5腳通過(guò)電容C7接輸入地GND ； 所述輸出反饋電路中， 電阻R21與電容C23并聯(lián)，電阻R21的一端通過(guò)電阻R20分別接電容C25和電阻R19的一端、控制芯片U4B的反相輸入端6腳，電阻R18與電容C24并聯(lián)，控制芯片U4B的同相輸入端5腳接電阻R18的一端，電阻R18和電阻R19的另一端相連并接輸入地GND，電阻R16與二極管D4并聯(lián)，控制芯片U4B的輸出端7腳分別接電容C25的另一端、二極管D4的負(fù)極及電阻R17的一端，二極管D4的正極與二極管D5的正極相連并接控制及驅(qū)動(dòng)電路中控制芯片Ul的電壓控制端5腳，電阻R17的另一端接輸入地GND，電阻R23與電容C27并聯(lián)，控制芯片U4A的同相輸入端3腳分別接電阻R23、R24的一端，電阻R23的另一端接輸入地GND，二極管D6、D7同向串聯(lián)且與電阻R25及電容C22并聯(lián)，二極管D6的負(fù)極接電阻R24的另一端，二極管D7的正極接輸出地HVG，控制芯片U4A的反相輸入端2腳分別接電阻R22和電容C26的一端，電阻R22的另一端接輸入地GND，控制芯片U4A的輸出端I腳分別接二極管D5的負(fù)極、電容C26的另一端，控制芯片U4A的4腳接輸入地GND，控制芯片U4A的8腳接內(nèi)部供電端Vcc ； 所述輸出電壓控制電路中，控制芯片U5B的同相輸入端5腳接電位器W的可調(diào)端3腳，電位器W的一固定端I腳接基準(zhǔn)電壓輸出端Vref,電位器W的另一固定端2腳通過(guò)電阻R15接輸入地GND，控制芯片U5B的反相輸入端6腳分別接電阻R13和電容C8的一端，控制芯片U5B的輸出端7腳分別接電阻R14的一端、電容C8的另一端，電阻R13和電阻R14的另一端相連并接輸出反饋電路中控制芯片U4B的同相輸入端5腳；所述電流控制及保護(hù)電路中，控制芯片U5A的同相輸入端3腳分別接二極管D8的正極、電阻R29的一端，電阻R29的另一端分別與電阻R31和電容ClO的一端、輸出電流調(diào)節(jié)端Iadj相連，穩(wěn)壓基準(zhǔn)源U3的控制端I腳分別接電阻R32的一端和電阻R31的另一端，穩(wěn)壓基準(zhǔn)源U3的陽(yáng)極2腳分別與電阻R32和電容ClO的另一端相連并接輸入地GND，穩(wěn)壓基準(zhǔn)源U3的陰極3腳分別接二極管D8的負(fù)極、電阻R30的一端，電阻R30的另一端接內(nèi)部供電端Vcc，控制芯片U5A的反相輸入端2腳分別接電阻R26和電容C9的一端，控制芯片U5A的輸出端I腳分別接電阻R27的一端、電容C9的另一端，電阻R28的一端分別接電阻R26、R27的另一端，電阻R28的另一端接輸出反饋電路中控制芯片U4A的同相輸入端3腳，控制芯片U5A的4腳接輸入地GND，控制芯片U5A的8腳接內(nèi)部供電端Vcc ； 所述復(fù)合高壓輸出電路中，變壓器TRF次級(jí)高壓線圈Ls的I端分別接電容C19和電容Cll的一端，電容C19的另一端分別接二極管D19的負(fù)極和二極管D20的正極，二極管D19的正極分別接電容C20的一端和變壓器TRF次級(jí)高壓線圈Ls的2端，電容C20的另一端分別接二極管D20的負(fù)極和電阻R36的一端，電阻R36的另一端分別接電容C21和電阻R37的一端、輸出反饋電路中電阻R21的另一端，電容C21的另一端分別接變壓器TRF次級(jí)高壓線圈Ls的2端和輸出反饋電路中二極管D6的負(fù)極，電容C28和電阻R38并聯(lián)，電阻R37的另一端接電阻R38的一端，電阻R38的另一端接二極管D9的正極，二極管D9的負(fù)極接二極管DlO的正極，二極管DlO的負(fù)極分別接電阻R34的一端和復(fù)合正高壓輸出端+HV.0ut,電容Cll的另一端分別接電容C13的一端、二極管Dll的負(fù)極和二極管D12的正極，電容C13的另一端分別接電容C15的一端、二極管D13的負(fù)極和二極管D14的正極，電容C15的另一端分別接電容C17的一端、二極管D15的負(fù)極和二極管D16的正極，電容C17的另一端分別接二極管D17的負(fù)極和二極管D18的正極，二極管Dll的正極分別接電容C12的一端和變壓器TRF次級(jí)高壓線圈Ls的2端，電容C12的另一端分別接二極管D12的負(fù)極、二極管D13的正極和電容C14的一端，電容C14的另一端分別接二極管D14的負(fù)極、二極管D15的正極和電容C16的一端 ，電容C16的另一端分別接二極管D16的負(fù)極、二極管D17的正極和電容C18的一端，電容C18的另一端分別接二極管D18的負(fù)極和電阻R33的一端，電阻R33的另一端與電阻R34的另一端相連。
【文檔編號(hào)】H02M3/335GK203691241SQ201320841123
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】劉申, 李然, 周末夢(mèng) 申請(qǐng)人:東文高壓電源（天津）有限公司