連續(xù)半導(dǎo)體泵浦激光器驅(qū)動(dòng)電源的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型適用于激光器驅(qū)動(dòng)電源領(lǐng)域，提供了一種連續(xù)半導(dǎo)體泵浦激光器的驅(qū)動(dòng)電源，包括：輸入回路，供電保護(hù)裝置，開關(guān)電源組件，恒流驅(qū)動(dòng)組件，輸出回路，所述輸入回路依次連接所述供電保護(hù)裝置、所述開關(guān)電源組件、所述恒流驅(qū)動(dòng)組件、所述輸出回路；所述恒流驅(qū)動(dòng)組件還包括電壓調(diào)節(jié)模塊，所述電壓調(diào)節(jié)模塊連接所述開關(guān)電源組件；還包括一發(fā)生緊急情況時(shí)斷開驅(qū)動(dòng)電源的急停裝置，所述急停裝置連接所述供電保護(hù)裝置，提供高性能驅(qū)動(dòng)，增強(qiáng)電磁兼容，實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體泵浦的安全保護(hù)。
【專利說(shuō)明】連續(xù)半導(dǎo)體泵浦激光器驅(qū)動(dòng)電源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體激光器驅(qū)動(dòng)電源領(lǐng)域，尤其涉及一種連續(xù)半導(dǎo)體泵浦激光器驅(qū)動(dòng)電源。
【背景技術(shù)】
[0002]自從激光被發(fā)明以后，各種的應(yīng)用隨即發(fā)展起來(lái)，但真正能應(yīng)用在消費(fèi)性電子產(chǎn)品是在半導(dǎo)體激光器(或稱激光二極體，LaserDiode，LD)發(fā)明之后，因?yàn)榘雽?dǎo)體激光具有輕巧、電光轉(zhuǎn)換效益高、低消耗功率、壽命長(zhǎng)、及易由電流來(lái)控制其光輸出功率、且調(diào)制頻率可達(dá)IOGHz以上等特性。這些特性使它可廣泛應(yīng)用于資訊處理、光纖通訊、家電用品等民生消費(fèi)電子產(chǎn)品上，未來(lái)半導(dǎo)體激光將帶動(dòng)另一波的光電消費(fèi)性電子產(chǎn)業(yè)。
[0003]半導(dǎo)體激光管(LD)和普通二極管采用不同工藝，但電壓和電流特性基本相同。在工作點(diǎn)時(shí)，小電壓變化會(huì)導(dǎo)致激光管電流變化較大。此外電流紋波過(guò)大也會(huì)使得激光器輸出不穩(wěn)定。二極管激光器對(duì)它的驅(qū)動(dòng)電源有十分嚴(yán)格的要求；輸出的直流電流要高、電流穩(wěn)定及低紋波系數(shù)、高功率因數(shù)等。隨著激光器的輸出功率不斷加大，需要高性能大電流的穩(wěn)流電源來(lái)驅(qū)動(dòng)。為了保證半導(dǎo)體激光器正常工作，需要對(duì)其驅(qū)動(dòng)電源進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。市場(chǎng)現(xiàn)有半導(dǎo)體泵浦驅(qū)動(dòng)存在性能的不穩(wěn)定，紋波電流過(guò)大及規(guī)格不全。
[0004]綜上可知，現(xiàn)有連續(xù)半導(dǎo)體激光器的驅(qū)動(dòng)電源，在實(shí)際使用上恒流控制抑制紋波上顯然存在不便與缺陷，所以有必要加以改進(jìn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]針對(duì)上述的缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種為半導(dǎo)體泵浦提供高性能驅(qū)動(dòng)，增強(qiáng)電磁兼容，實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體泵浦的安全保護(hù)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種連續(xù)半導(dǎo)體泵浦激光器的驅(qū)動(dòng)電源，包括:輸入回路，供電保護(hù)裝置，開關(guān)電源組件，恒流驅(qū)動(dòng)組件，輸出回路，所述輸入回路依次連接所述供電保護(hù)裝置、所述開關(guān)電源組件、所述恒流驅(qū)動(dòng)組件、所述輸出回路；所述恒流驅(qū)動(dòng)組件還包括電壓調(diào)節(jié)模塊，所述電壓調(diào)節(jié)模塊連接所述開關(guān)電源組件；還包括一發(fā)生緊急情況時(shí)斷開驅(qū)動(dòng)電源的急停裝置，所述急停裝置連接所述供電保護(hù)裝置。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型所述驅(qū)動(dòng)電源，所述供電保護(hù)裝置還包括過(guò)壓保護(hù)模塊，連接所述供電保護(hù)裝置和/或所述輸出回路。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型所述驅(qū)動(dòng)電源，所述供電保護(hù)裝置還包括一防止輸出電流過(guò)大的過(guò)流保護(hù)模塊，所述過(guò)流保護(hù)模塊連接所述供電保護(hù)裝置、所述輸出回路。
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型所述驅(qū)動(dòng)電源，還包括一顯示輸出電流的電壓值的電壓顯示模塊，所述電壓顯示模塊連接于所述輸出回路。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型所述驅(qū)動(dòng)電源，還包括一顯示輸出電流的電流值的電流顯示模塊，所述電流顯示模塊連接所述輸出回路。
[0011]根據(jù)本實(shí)用新型所述驅(qū)動(dòng)電源，還包括輔助供電模塊，所述輔助供電模塊連接所述輸入回路、所述恒流驅(qū)動(dòng)組件。
[0012]根據(jù)本實(shí)用新型所述驅(qū)動(dòng)電源，所述恒流驅(qū)動(dòng)組件還包括一用于控制所述恒流驅(qū)動(dòng)組件的運(yùn)行的輸出啟動(dòng)模塊。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型所述驅(qū)動(dòng)電源，所述恒流驅(qū)動(dòng)組件包括一限制電壓突變的電容。
[0014]根據(jù)本實(shí)用新型所述驅(qū)動(dòng)電源，所述急停裝置包括一監(jiān)測(cè)電路溫度啟動(dòng)急停的溫度傳感器。
[0015]根據(jù)本實(shí)用新型所述驅(qū)動(dòng)電源，所述急停裝置還包括一監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)電源的爆響的震動(dòng)傳感器。
[0016]本實(shí)用新型通過(guò)設(shè)置所述供電保護(hù)裝置、所述開關(guān)電源組件、所述恒流驅(qū)動(dòng)組件，加強(qiáng)恒流控制，抑制紋波，提高響應(yīng)速度，從而安全穩(wěn)定地驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體泵浦，利用多重保護(hù)電路保證激光器的穩(wěn)定工作和使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型驅(qū)動(dòng)電源的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本實(shí)用新型驅(qū)動(dòng)電源的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3是本實(shí)用新型優(yōu)選恒流驅(qū)動(dòng)組件的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0021]本實(shí)用新型提供一種連續(xù)半導(dǎo)體泵浦激光器的驅(qū)動(dòng)電源100，結(jié)合圖1所示，包括:輸入回路10，供電保護(hù)裝置20，開關(guān)電源組件30，恒流驅(qū)動(dòng)組件40，輸出回路50，輸入回路10依次連接供電保護(hù)裝置20、開關(guān)電源組件30、恒流驅(qū)動(dòng)組件30、輸出回路50 ;恒流驅(qū)動(dòng)組件30還包括電壓調(diào)節(jié)模塊41，電壓調(diào)節(jié)模塊41連接開關(guān)電源組件30 ;還包括一發(fā)生緊急情況時(shí)斷開驅(qū)動(dòng)電源100的急停裝置21連接供電保護(hù)裝置20。其中開關(guān)電源組件30可以是電磁控制開關(guān)或空氣開關(guān)。
[0022]輸入回路50連接輸入電壓源進(jìn)行輸送，一般采用220V交流輸入，連接供電保護(hù)裝置20，供電保護(hù)裝置20用于電源電路的保護(hù)，出現(xiàn)過(guò)流過(guò)載、溫度過(guò)高的情況時(shí)可以控制切斷和/或接通電源電路的開關(guān)電源組件30，開關(guān)電源組件30連接有一個(gè)恒流驅(qū)動(dòng)組件40，可將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電，為連續(xù)半導(dǎo)體泵浦激光器提供穩(wěn)定的直流信號(hào)，同時(shí)恒流驅(qū)動(dòng)組件40連接到輸出回路50，為激光器半導(dǎo)體泵浦供電，還設(shè)置一個(gè)電壓調(diào)節(jié)模塊41，可以將恒流驅(qū)動(dòng)組件40的電壓進(jìn)行取樣反饋到開關(guān)電源組件30，進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)，進(jìn)而保證連接到驅(qū)動(dòng)電源100的激光器的電流保持穩(wěn)定。借助供電保護(hù)裝置20與恒流驅(qū)動(dòng)組件40可實(shí)現(xiàn)在大功率下的連續(xù)輸出的穩(wěn)定性。在電源電路運(yùn)行時(shí)過(guò)流過(guò)載、溫度過(guò)高會(huì)破壞電源電路，此時(shí)急停裝置21可以應(yīng)急啟動(dòng)，發(fā)出控制信號(hào)到開關(guān)電源組件30，斷開電源。
[0023]如圖2所示，本實(shí)用新型的第二實(shí)施例，供電保護(hù)裝置20還包括過(guò)流保護(hù)模塊22、過(guò)壓保護(hù)模塊23，分別連接供電保護(hù)裝置20和/或輸出回路50。過(guò)流保護(hù)模塊22在過(guò)壓發(fā)生時(shí)，反饋過(guò)壓信號(hào)到供電保護(hù)裝置20，供電保護(hù)裝置20產(chǎn)生控制信號(hào)到開關(guān)電源組件30，切斷電源，避免過(guò)壓對(duì)電源電路造成損害。
[0024]設(shè)置一用于電壓顯示的電壓顯示模塊51，連接于所述輸出回路50，以及設(shè)置有一顯示電流大小的電流顯示模塊52，連接所述輸出回路50。過(guò)壓保護(hù)模塊23連接供電保護(hù)裝置20和/或輸出回路50，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到輸出回路50中的電流信號(hào)的大小。由于一般的驅(qū)動(dòng)電源包括基準(zhǔn)電壓源，恒流源電路，輸出信號(hào)控制電路，保護(hù)電路，因此通過(guò)在輸出回路50設(shè)置電壓顯示模塊51、電流顯示模塊52，就可以監(jiān)控電路中的電壓值和電流值的大小是否處在正常的工作范圍，增加控制激光器輸入電壓的電壓調(diào)節(jié)模塊41可以平衡取樣電阻的溫度系數(shù)和電壓基準(zhǔn)的穩(wěn)定度對(duì)輸出電流穩(wěn)定性的影響實(shí)現(xiàn)整體穩(wěn)定。
[0025]另一方面，輸入回路10連接輔助供電模塊60，輔助供電模塊60連接到恒流驅(qū)動(dòng)組件40，在恒流驅(qū)動(dòng)組件40中芯片所需的的電壓，恒流驅(qū)動(dòng)組件40為輸入激光器半導(dǎo)體泵浦提供連續(xù)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)功率放大。在本實(shí)用新型中，輔助供電模塊60經(jīng)過(guò)恒流驅(qū)動(dòng)組件40的電壓電流轉(zhuǎn)換可以為輸出信號(hào)的芯片元件供電，調(diào)節(jié)恒流驅(qū)動(dòng)組件40中的電壓電流特性，經(jīng)過(guò)功率放大后，傳輸?shù)桨雽?dǎo)體泵浦，半導(dǎo)體泵浦依據(jù)信號(hào)和輸入電流輸出對(duì)應(yīng)功率的激光。
[0026]輸入回路10接AC220V電源，分開作為兩路傳送，一路給輔助供電模塊60為恒流驅(qū)動(dòng)組件40提供工作電流，另一路送往供電保護(hù)裝置20再給開關(guān)電源組件30供電。當(dāng)輸出有過(guò)壓、過(guò)流故障信號(hào)時(shí)，過(guò)壓保護(hù)22和過(guò)流保護(hù)23輸出保護(hù)信號(hào)給供電保護(hù)裝置20快速切斷開關(guān)電源組件30的供電，驅(qū)動(dòng)電源無(wú)電能輸出，半導(dǎo)體泵浦可避免損壞。
[0027]恒流驅(qū)動(dòng)組件40還包括輸出啟動(dòng)模塊42，用于控制所述恒流驅(qū)動(dòng)組件40的運(yùn)行，開啟傳輸?shù)捷敵龌芈?0的輸出電流，調(diào)試電路時(shí)可以先斷開輸出，調(diào)試好工作電路的運(yùn)行狀態(tài)，保護(hù)半導(dǎo)體泵浦。
[0028]電壓調(diào)節(jié)模塊41檢測(cè)輸出回路50的電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)開關(guān)電源組件30的電壓的高低。輸出啟動(dòng)模塊42控制恒流驅(qū)動(dòng)組件40的開啟與停止。電流顯示模塊52顯示輸出兩端的電流值。電壓顯示模塊53顯示輸出兩端的電壓值。
[0029]更好的是，本實(shí)用新型提供一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例子，如圖3所示，恒流驅(qū)動(dòng)組件40的示意圖。恒流驅(qū)動(dòng)組件40內(nèi)包括晶體管Ql和電容C,電流啟動(dòng)時(shí)由于電容C與UB的7腳連接到泵浦驅(qū)動(dòng)控制MOS管Q2的柵極，因電容本身特性2端電壓不能突變相當(dāng)于直通控制信號(hào)更快的到達(dá)Q2的柵極控制，大大加快了本驅(qū)動(dòng)器的響應(yīng)速度，增強(qiáng)紋波的抑制，開關(guān)電源組件30在輸出大電流時(shí)，紋波過(guò)大的問(wèn)題得到了解決。恒流驅(qū)動(dòng)組件40整流和電壓調(diào)節(jié)保證浪涌發(fā)生時(shí)，迅速整流、防止過(guò)壓，輸出電流穩(wěn)定在預(yù)定閾值范圍，要比現(xiàn)有技術(shù)中采用A/D電流采樣再比較設(shè)定值之后進(jìn)行調(diào)節(jié)的方式要響應(yīng)更快。
[0030]更優(yōu)選的是，急停裝置21包括一監(jiān)測(cè)電路溫度啟動(dòng)急停的溫度傳感器，可以隨時(shí)檢測(cè)到電源電路的工作溫度上升，上升到大于或等于設(shè)定閾值時(shí)，啟動(dòng)急停裝置，自動(dòng)切斷電源開關(guān)組件30的供電，保護(hù)電源電路?？梢耘浜显跈C(jī)體外部連接一個(gè)指示燈或告警裝置，當(dāng)溫度達(dá)到或超過(guò)閾值時(shí)閃爍，提示溫度過(guò)高。
[0031]所述急停裝置21還設(shè)置有一監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)電源的爆響的震動(dòng)傳感器，在電路發(fā)生爆裂、沖擊時(shí)使得所述急停裝置21啟動(dòng)保護(hù)，產(chǎn)生控制信號(hào)控制開關(guān)電源組件30，切斷電源，即時(shí)防止電路內(nèi)部故障產(chǎn)生更大損傷。借此，本實(shí)用新型可檢測(cè)到電路異常狀態(tài)，包括本身驅(qū)動(dòng)電源爆響或有焦糊味等極端現(xiàn)象，可立即啟動(dòng)急停裝置12的急停開關(guān)，迅速切斷電源輸出，可以手動(dòng)啟動(dòng)急停開關(guān)。
[0032]綜上所述，本實(shí)用新型采用大功率高頻電力電子技術(shù)，快速恒流控制，提高響應(yīng)速度，從而安全穩(wěn)定地驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體泵浦。本實(shí)用新型連續(xù)半導(dǎo)體泵浦激光器驅(qū)動(dòng)電源方案，具有輸出阻抗高、恒流特性好、電流穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，并具有防過(guò)沖、反浪涌的恒流多重保護(hù)電路，保證激光器的穩(wěn)定工作和使用壽命，使該電源抗干擾性增強(qiáng)。
[0033]當(dāng)然，本實(shí)用新型還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本實(shí)用新型精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本實(shí)用新型作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種連續(xù)半導(dǎo)體泵浦激光器的驅(qū)動(dòng)電源，其特征在于，包括:輸入回路，供電保護(hù)裝置，開關(guān)電源組件，恒流驅(qū)動(dòng)組件，輸出回路，所述輸入回路依次連接所述供電保護(hù)裝置、所述開關(guān)電源組件、所述恒流驅(qū)動(dòng)組件、所述輸出回路；所述恒流驅(qū)動(dòng)組件還包括電壓調(diào)節(jié)模塊，所述電壓調(diào)節(jié)模塊連接所述開關(guān)電源組件；還包括一發(fā)生緊急情況時(shí)斷開驅(qū)動(dòng)電源的急停裝置，所述急停裝置連接所述供電保護(hù)裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述驅(qū)動(dòng)電源，其特征在于，所述供電保護(hù)裝置還包括過(guò)壓保護(hù)模塊，連接所述供電保護(hù)裝置和/或所述輸出回路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述驅(qū)動(dòng)電源，其特征在于，所述供電保護(hù)裝置還包括一防止輸出電流過(guò)大的過(guò)流保護(hù)模塊，所述過(guò)流保護(hù)模塊連接所述供電保護(hù)裝置、所述輸出回路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述驅(qū)動(dòng)電源，其特征在于，還包括一顯示輸出電流的電壓值的電壓顯示模塊，所述電壓顯示模塊連接于所述輸出回路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述驅(qū)動(dòng)電源，其特征在于，還包括一顯示輸出電流的電流值的電流顯示模塊，所述電流顯示模塊連接所述輸出回路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述驅(qū)動(dòng)電源，其特征在于，還包括輔助供電模塊，所述輔助供電模塊連接所述輸入回路、所述恒流驅(qū)動(dòng)組件。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述驅(qū)動(dòng)電源，其特征在于，所述恒流驅(qū)動(dòng)組件還包括一用于控制所述恒流驅(qū)動(dòng)組件的運(yùn)行的輸出啟動(dòng)模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述驅(qū)動(dòng)電源，其特征在于，所述恒流驅(qū)動(dòng)組件包括一限制電壓突變的電容。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述驅(qū)動(dòng)電源，其特征在于，所述急停裝置包括一監(jiān)測(cè)電路溫度啟動(dòng)急停的溫度傳感器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)電源，其特征在于，所述急停裝置還包括一監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)電源的爆響的震動(dòng)傳感器。
【文檔編號(hào)】H01S5/042GK203503974SQ201320321632
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月5日
【發(fā)明者】何延偉, 胡小波 申請(qǐng)人:深圳市創(chuàng)鑫激光技術(shù)有限公司