專(zhuān)利名稱(chēng)：激光器電源輸出電流調(diào)節(jié)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及變電設(shè)備中與電源一起使用的設(shè)備，特別是涉及一種激光器電源輸出電流調(diào)節(jié)電路。
背景技術(shù)：
在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，根據(jù)氣體激光器的氣體放電原理可知，當(dāng)氣體激光器工作在脈沖模式下，我們需要保證激光器電源給氣體放電管提供一個(gè)合適的基底電流使其保持持續(xù)放電狀態(tài)，避免激光器的氣體放電管停止放電的情況發(fā)生。否則，需要對(duì)激光器的氣體放電管重新點(diǎn)火放電，而重新點(diǎn)火需要很高的擊穿電壓才能使氣體放電管兩端之間重新放電，這樣對(duì)激光器電源的損害是非常大的，會(huì)大大降低激光器電源的可靠性和使用壽命。而傳統(tǒng)的大功率激光器電源本身沒(méi)有自動(dòng)輸出基底電流維持激光器氣體放電管放電的功能，其依靠大功率激光器電源外部的控制電路提供一個(gè)激勵(lì)信號(hào)來(lái)控制激光器電源輸出一個(gè)基底電流以維持激光器的氣體放電管繼續(xù)放電。但是電源外部提供的激勵(lì)信號(hào)本身就是一個(gè)非常微弱的信號(hào)，再加上外部可能存在的電磁干擾，導(dǎo)致這一微弱的激勵(lì)信號(hào)難以穩(wěn)定可靠地提供給激光器電源，最終使得這一問(wèn)題得不到根本性的解決。

實(shí)用新型內(nèi)容基于此，為了解決傳統(tǒng)的激光器電源容易因氣體放電管停止放電而受損的問(wèn)題，有必要提供一種激光器電源輸出電流調(diào)節(jié)電路。
一種激光器電源輸出電流調(diào)節(jié)電路，包括外部激勵(lì)信號(hào)處理電路、內(nèi)部激勵(lì)信號(hào)發(fā)生電路、運(yùn)算放大器U2、運(yùn)算放大器U3及RS觸發(fā)器，所述外部激勵(lì)信號(hào)處理電路用于獲取激光器電源外部提供的激勵(lì)信號(hào)，并進(jìn)行分壓處理后形成兩路電壓不同的信號(hào)，其中電壓較高的一路信號(hào)輸出至所述運(yùn)算放大器U3的同相輸入端，電壓較低的一路信號(hào)輸出至所述運(yùn)算放大器U2的反相輸入端；所述內(nèi)部激勵(lì)信號(hào)發(fā)生電路包括電壓調(diào)節(jié)單元、運(yùn)算放大器U4、電阻R4及電阻R5，所述電壓調(diào)節(jié)單元的輸入端外接一負(fù)電壓信號(hào)，電壓調(diào)節(jié)單元的輸出端連接所述運(yùn)算放大器U4的反相輸入端，所述電壓調(diào)節(jié)單元用于輸出一可調(diào)的電壓信號(hào)，所述電壓調(diào)節(jié)單元的輸出端通過(guò)所述電阻R5接地、并通過(guò)所述電阻R4連接所述運(yùn)算放大器U4的輸出端，所述運(yùn)算放大器U4的同相輸入端用于獲取激光器電源中BUCK拓?fù)潆娐返碾姼须娏?，所述電阻R4連接所述運(yùn)算放大器U4輸出端的一端連接所述運(yùn)算放大器U2的同相輸入端和運(yùn)算放大器U3的反相輸入端；所述RS觸發(fā)器的S端連接所述運(yùn)算放大器U2的輸出端，所述RS觸發(fā)器的R端連接所述運(yùn)算放大器U3的輸出端。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述外部激勵(lì)信號(hào)處理電路包括運(yùn)算放大器U1、電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻RlO及電阻R11，所述外部激勵(lì)信號(hào)處理電路的輸入端用于獲取激光器電源外部提供的激勵(lì)信號(hào)并通過(guò)所述電阻R7輸至所述運(yùn)算放大器Ul的同相輸入端，所述運(yùn)算放大器Ul的輸出端連接所述運(yùn)算放大器U3的同相輸入端、用于輸出所述電壓較高的一路信號(hào)，所述運(yùn)算放大器Ul的輸出端還通過(guò)所述電阻RlO連接所述運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端，所述電阻RlO連接所述運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端的一端還連接所述電阻R9的一端，所述電阻R9的另一端通過(guò)所述電阻R8接地，且所述電阻R9的另一端連接電阻R11、通過(guò)所述電阻Rll輸出所述電壓較低的一路信號(hào)至所述運(yùn)算放大器U2的反相輸入端。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電壓調(diào)節(jié)單元包括相互串聯(lián)的電阻R3和可調(diào)電阻U5。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述內(nèi)部激勵(lì)信號(hào)發(fā)生電路還包括電阻Rl和電阻R2，所述運(yùn)算放大器U4的同相輸入端連接所述電阻R2的一端，所述電阻R2的另一端通過(guò)所述電阻Rl接地，所述電阻R2的另一端作為電流輸入端用于獲取所述激光器電源中BUCK拓?fù)潆娐返碾姼须娏?。在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括電阻R6，所述運(yùn)算放大器U4的輸出端通過(guò)所述電阻R6連接所述運(yùn)算放大器U2的同相輸入端和運(yùn)算放大器U3的反相輸入端。上述激光器電源輸出電流調(diào)節(jié)電路在激光器電源沒(méi)有外部激勵(lì)信號(hào)輸入的情況下，激光器電源自身通過(guò)內(nèi)部激勵(lì)信號(hào)發(fā)生電路也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)合適的基底電流，維持激光氣體放電管繼續(xù)放電，避免了在氣體放電管停止后頻繁地重新點(diǎn)火使其放電，大大地提高了激光器電源的可靠性和使用壽命。

圖1為一實(shí)施例中激光器電源輸出電流調(diào)節(jié)電路的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說(shuō)明。在較高功率的·激光器應(yīng)用場(chǎng)合，一般需要兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的大功率激光器電源同時(shí)作為激光器的激勵(lì)源。這些電源共同享用一個(gè)由電源外部提供的控制信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)電源輸出的放電電流，但由于不同激光器電源制造工藝、電子元器件不可能達(dá)到絕對(duì)一致，其輸出電流就存在差異。當(dāng)輸出電流差異太大時(shí)，其激勵(lì)的放電管就會(huì)出現(xiàn)部分輕載，部分重載，甚至過(guò)載的情況，降低激光器的可靠性和使用壽命。本實(shí)用新型的激光器電源輸出電流調(diào)節(jié)電路同時(shí)還可以解決各激光器電源輸出的放電電流的一致性問(wèn)題。激光器電源常用BUCK拓?fù)潆娐返妮敵鲎鳛樵撾娫垂β誓孀冸娐返妮斎耄⑶褺UCK拓?fù)潆娐分须姼须娏骱碗娫垂β誓孀冸娐纷罱K的輸出電流是一一對(duì)應(yīng)的，所以可以通過(guò)BUCK拓?fù)潆娐穪?lái)調(diào)節(jié)激光器電源的輸出的放電電流。而B(niǎo)UCK拓?fù)潆娐返妮敵鲭娏髯兓峭ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)BUCK拓?fù)渲虚_(kāi)關(guān)管的脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號(hào)的占空比來(lái)實(shí)現(xiàn)的。本實(shí)用新型通過(guò)調(diào)節(jié)BUCK拓?fù)潆娐分虚_(kāi)關(guān)管的PWM信號(hào)的占空比來(lái)調(diào)節(jié)激光器電源輸出的放電電流。圖1是一實(shí)施例中激光器電源輸出電流調(diào)節(jié)電路的電路原理圖。激光器電源輸出電流調(diào)節(jié)電路，包括外部激勵(lì)信號(hào)處理電路110、內(nèi)部激勵(lì)信號(hào)發(fā)生電路120、運(yùn)算放大器U2、運(yùn)算放大器U3及RS觸發(fā)器U6。外部的控制電路會(huì)提供一個(gè)可調(diào)的激勵(lì)信號(hào)來(lái)控制激光器電源輸出一個(gè)基底電流，以維持激光器的氣體放電管繼續(xù)放電。外部激勵(lì)信號(hào)處理電路110用于獲取該激勵(lì)信號(hào)，并進(jìn)行分壓處理后形成兩路電壓不同的信號(hào)，其中電壓較高的一路信號(hào)輸出至運(yùn)算放大器U3的同相輸入端，電壓較低的一路信號(hào)輸出至運(yùn)算放大器U2的反相輸入端。在圖1所示實(shí)施例中，外部激勵(lì)信號(hào)處理電路110包括運(yùn)算放大器U1、電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻RlO及電阻Rll。1-1N端是外部激勵(lì)信號(hào)處理電路110的輸入端，1-1N端通過(guò)電阻R7連接運(yùn)算放大器Ul的同相輸入端，用于獲取激光器電源外部提供的激勵(lì)信號(hào)并通過(guò)電阻R7輸至運(yùn)算放大器Ul的同相輸入端。運(yùn)算放大器Ul的輸出端連接運(yùn)算放大器U3的同相輸入端，用于輸出前述分壓處理后形成的兩路電壓信號(hào)中較高的一路。運(yùn)算放大器Ul的輸出端還通過(guò)電阻RlO連接其反相輸入端，電阻RlO連接運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端和電阻R9的一端，電阻R9的另一端通過(guò)電阻R8接地，且電阻R9的另一端還連接電阻R11、通過(guò)電阻Rll輸出前述電壓較低的一路信號(hào)至運(yùn)算放大器U2的反相輸入端。內(nèi)部激勵(lì)信號(hào)發(fā)生電路120包括電壓調(diào)節(jié)單元122、運(yùn)算放大器U4、電阻R4及電阻R5。電壓調(diào)節(jié)單元122的輸入端外接一給定的負(fù)電壓信號(hào)，電壓調(diào)節(jié)單元122的輸出端連接運(yùn)算放大器U4的反相輸入端。電壓調(diào)節(jié)單元122用于輸出一可調(diào)的電壓信號(hào)至運(yùn)算放大器U4的反相輸入端。電壓調(diào)節(jié)單元122的輸出端通過(guò)電阻R5接地，并通過(guò)電阻R4連接運(yùn)算放大器U4的輸出端。電阻R4連接運(yùn)算放大器U4輸出端的一端還連接運(yùn)算放大器U2的同相輸入端和運(yùn)算放大器U3的反相輸入端。運(yùn)算放大器U4的同相輸入端用于獲取激光器電源中BUCK拓?fù)潆娐返碾姼须娏鳌Ｔ趫D1所示實(shí)施例中，內(nèi)部激勵(lì)信號(hào)發(fā)生電路120還包括電阻Rl和電阻R2。1-SENSE-BUCK端是內(nèi)部激勵(lì)信號(hào)發(fā)生電路120的BUCK拓?fù)潆娐冯姼须娏鬏斎攵耍?-SENSE-BUCK端通過(guò)電阻Rl接地，并通過(guò)電阻R2連接運(yùn)算放大器U4的同相輸入端，因此BUCK拓?fù)潆娐冯姼须娏鹘?jīng)過(guò)電阻Rl取樣后輸入運(yùn)算放大器U4的同相輸入端。電阻R4、電阻R5用于設(shè)置運(yùn)算放大器U4的放大倍數(shù)，Rl將BUCK拓?fù)洳蓸踊貋?lái)的電感電流信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，設(shè)置R2可以使運(yùn)算放大器U4的放大性能更好。RS觸發(fā)器U6的S端連接運(yùn)算放大器U2的輸出端，RS觸發(fā)器U6的R端連接運(yùn)算放大器U3的輸出端，RS觸發(fā)器U6的Q非端作為激光器電源輸出電流調(diào)節(jié)電路的輸出端，輸出一個(gè)驅(qū)動(dòng)BUCK拓?fù)?電路中開(kāi)關(guān)管的PWM信號(hào)。上述激光器電源輸出電流調(diào)節(jié)電路，通過(guò)電壓調(diào)節(jié)單元122產(chǎn)生一個(gè)在小范圍內(nèi)可任意調(diào)節(jié)的電壓信號(hào)，通過(guò)運(yùn)算放大器U4將該電壓信號(hào)和從BUCK拓?fù)渲胁蓸硬⒎答伝貋?lái)的電感電流信號(hào)(1-SENSE-BUCK端輸入并經(jīng)電阻Rl轉(zhuǎn)為電壓信號(hào))疊加并放大，從而獲得內(nèi)部激勵(lì)信號(hào)，再用兩路比較器(運(yùn)算放大器U2和運(yùn)算放大器U3 )將放大后的信號(hào)同激光器電源外部給定的激勵(lì)信號(hào)(通過(guò)1-1N端輸入)進(jìn)行比較，接著從兩路比較器出來(lái)的兩路交替的脈沖數(shù)字信號(hào)，且在相位上相差半個(gè)周期，這兩路信號(hào)經(jīng)過(guò)RS觸發(fā)器U6后變?yōu)轵?qū)動(dòng)BUCK拓?fù)潆娐返腜WM信號(hào)。通過(guò)電壓調(diào)節(jié)單元122可以調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)BUCK拓?fù)涞腜WM信號(hào)的占空比，從而調(diào)節(jié)激光器電源的輸出電流的大小，對(duì)每個(gè)激光器電源進(jìn)行分別調(diào)節(jié)，就能夠保證各激光器電源間輸出的電流的一致性，最終確保激光器在各種運(yùn)行模式下輸出功率穩(wěn)定可靠，激光器工作效率更高，運(yùn)行更加流暢，生產(chǎn)力得到非常顯著的提升。此外，上述激光器電源輸出電流調(diào)節(jié)電路實(shí)現(xiàn)了激光器電源在沒(méi)有外部激勵(lì)信號(hào)輸入的情況下(即1-1N端無(wú)輸入)，激光器電源自身通過(guò)內(nèi)部激勵(lì)信號(hào)發(fā)生電路120也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)合適的基底電流，維持激光氣體放電管繼續(xù)放電，避免了在氣體放電管停止后頻繁地重新點(diǎn)火使其放電，大大地提高了激光器電源的可靠性和使用壽命。在圖1所示實(shí)施例中，電壓調(diào)節(jié)單元122包括相互串聯(lián)的電阻R3和可調(diào)電阻U5。激光器電源輸出電流調(diào)節(jié)電路還包括電阻R6，運(yùn)算放大器U4的輸出端通過(guò)電阻R6連接運(yùn)算放大器U2的同相輸入端和運(yùn)算放大器U3的反相輸入端。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專(zhuān)利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因 此，本實(shí)用新型專(zhuān)利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種激光器電源輸出電流調(diào)節(jié)電路，其特征在于，包括外部激勵(lì)信號(hào)處理電路、內(nèi)部激勵(lì)信號(hào)發(fā)生電路、運(yùn)算放大器U2、運(yùn)算放大器U3及RS觸發(fā)器， 所述外部激勵(lì)信號(hào)處理電路用于獲取激光器電源外部提供的激勵(lì)信號(hào)，并進(jìn)行分壓處理后形成兩路電壓不同的信號(hào)，其中電壓較高的一路信號(hào)輸出至所述運(yùn)算放大器U3的同相輸入端，電壓較低的一路信號(hào)輸出至所述運(yùn)算放大器U2的反相輸入端； 所述內(nèi)部激勵(lì)信號(hào)發(fā)生電路包括電壓調(diào)節(jié)單元、運(yùn)算放大器U4、電阻R4及電阻R5，所述電壓調(diào)節(jié)單元的輸入端外接一負(fù)電壓信號(hào)，電壓調(diào)節(jié)單元的輸出端連接所述運(yùn)算放大器U4的反相輸入端，所述電壓調(diào)節(jié)單元用于輸出一可調(diào)的電壓信號(hào)，所述電壓調(diào)節(jié)單元的輸出端通過(guò)所述電阻R5接地、并通過(guò)所述電阻R4連接所述運(yùn)算放大器U4的輸出端，所述運(yùn)算放大器U4的同相輸入端用于獲取激光器電源中BUCK拓?fù)潆娐返碾姼须娏?，所述電阻R4連接所述運(yùn)算放大器U4輸出端的一端連接所述運(yùn)算放大器U2的同相輸入端和運(yùn)算放大器U3的反相輸入端； 所述RS觸發(fā)器的S端連接所述運(yùn)算放大器U2的輸出端，所述RS觸發(fā)器的R端連接所述運(yùn)算放大器U3的輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光器電源輸出電流調(diào)節(jié)電路，其特征在于，所述外部激勵(lì)信號(hào)處理電路包括運(yùn)算放大器U1、電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻RlO及電阻R11，所述外部激勵(lì)信號(hào)處理電路的輸入端用于獲取激光器電源外部提供的激勵(lì)信號(hào)并通過(guò)所述電阻R7輸至所述運(yùn)算放大器Ul的同相輸入端，所述運(yùn)算放大器Ul的輸出端連接所述運(yùn)算放大器U3的同相輸入端、用于輸出所述電壓較高的一路信號(hào)，所述運(yùn)算放大器Ul的輸出端還通過(guò)所述電阻RlO連接所述運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端，所述電阻RlO連接所述運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端的一端還連接所述電阻R9的一端，所述電阻R9的另一端通過(guò)所述電阻R8接地，且所述電阻R9的另 一端連接電阻R11、通過(guò)所述電阻Rll輸出所述電壓較低的一路信號(hào)至所述運(yùn)算放大器U2的反相輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光器電源輸出電流調(diào)節(jié)電路，其特征在于，所述電壓調(diào)節(jié)單元包括相互串聯(lián)的電阻R3和可調(diào)電阻U5。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光器電源輸出電流調(diào)節(jié)電路，其特征在于，所述內(nèi)部激勵(lì)信號(hào)發(fā)生電路還包括電阻Rl和電阻R2，所述運(yùn)算放大器U4的同相輸入端連接所述電阻R2的一端，所述電阻R2的另一端通過(guò)所述電阻Rl接地，所述電阻R2的另一端作為電流輸入端用于獲取所述激光器電源中BUCK拓?fù)潆娐返碾姼须娏鳌?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光器電源輸出電流調(diào)節(jié)電路，其特征在于，還包括電阻R6，所述運(yùn)算放大器U4的輸出端通過(guò)所述電阻R6連接所述運(yùn)算放大器U2的同相輸入端和運(yùn)算放大器U3的反相輸入端。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種激光器電源輸出電流調(diào)節(jié)電路，包括外部激勵(lì)信號(hào)處理電路、內(nèi)部激勵(lì)信號(hào)發(fā)生電路、運(yùn)算放大器U2、運(yùn)算放大器U3及RS觸發(fā)器，外部激勵(lì)信號(hào)處理電路用于獲取激光器電源外部提供的激勵(lì)信號(hào)，并進(jìn)行分壓處理后形成兩路電壓不同的信號(hào)，其中電壓較高的一路信號(hào)輸出至U3的同相輸入端，電壓較低的一路信號(hào)輸出至U2的反相輸入端；內(nèi)部激勵(lì)信號(hào)發(fā)生電路生成內(nèi)部激勵(lì)信號(hào)后輸入U(xiǎn)2的同相輸入端和U3的反相輸入端；RS觸發(fā)器的S端連接U2的輸出端，RS觸發(fā)器的R端連接U3的輸出端。本實(shí)用新型通過(guò)內(nèi)部激勵(lì)信號(hào)發(fā)生電路產(chǎn)生一個(gè)合適的基底電流，避免了在氣體放電管停止后頻繁地重新點(diǎn)火使其放電，提高了激光器電源的可靠性和使用壽命。
文檔編號(hào)H05B37/02GK203136252SQ201320063529
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月4日
發(fā)明者譚春升, 張選擇, 梁曉華, 陳根余, 陳燚, 高云峰 申請(qǐng)人:深圳市大族激光科技股份有限公司