一种新型高速电光Q驱电路的制作方法

一种新型高速电光q驱电路
技术领域
1.本实用新型涉及激光技术领域，具体为一种新型高速电光q驱电路。


背景技术：

2.当今市面上常用的电光q驱电路一般有两种实现方式：
3.1、第一种电光q驱电路是采用两个变压器升压的方式获得一个高压脉冲 (具体电路原理见图1)：
4.由约400v的直流电压vdc、充电电阻r1、充放电电容c1、控制开关电路 q1/r2/r3、一级升压变压器t1、高压电容c2、二级升压变压器t2、高压二极管d1、高压二极管d2、以及高压电阻r4组成；采用充电电阻r1对充放电电容c1充电，充电完成后，控制mos管q1闭合，充放电电容c1通过变压器t1 原边向外瞬间放电，经过两级升压变压器t1和t2将电压抬升至3000～ 4000vdc电压脉冲，将q晶体开通；在放电电阻r4的作用下，可以快速关断 q晶体。
5.但上述电光q驱电路存在脉冲上升沿较慢的缺点，一般脉冲上升时间在 80～100ns附近，上升沿较慢，导致光脉宽较宽，光能量较弱。
6.2、第二种电光q驱电路一般方式是先将输入电压升高到约3000～ 4000vdc，然后通过开关电路产生一个高压脉冲的方式(具体电路原理见图2)：
7.由3000～4000vdc的升压电路、高压电阻r5、高压电容c3、高压电阻r12、开关电路q2/q3/q4及其对应的驱动电路(r6
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r11)组成(其中q2/q3/q4及对应的驱动电路表示多个mosfet串联，并不单指三个mosfet)；采用升压电路给高压电容c3充电，充电完成后，控制开关电路q2/q3/q4同时闭合将电容c3对电阻r12瞬时放电，使加在q晶体两端获得一个高压脉冲，达到开通 q晶体的目的。
8.上述电光q驱电路能够得到较快的上升沿，一般可以做到20ns以内，解决了第一种电光q驱电路的缺陷，但仍存在以下两点缺点：
9.①
高压脉冲的下降沿缓慢，很难快速关断q晶体，导致静态光泄漏；
10.②
充电电压较高，而市面上较高耐压的mos管比较稀缺，一般通过采用多个高压mos管串联的方式来提高开关电路整体的耐压值，这种设计方式增加了成本，同时多组mos管串联的方式需求的驱动电路设计也比较麻烦，以上是普通高速电光q驱电路的缺点。


技术实现要素：

11.本实用新型的目的在于提供一种新型高速电光q驱电路，以解决上述背景技术中提出的问题。
12.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种新型高速电光q 驱电路，包括直流电压vdc、充电电阻r13、充放电电容c4、控制开关电路、变压器t3、高压电容c5、电感l1、高压二极管d3、高压二极管d4及高压放电电阻r16；所述控制开关电路包括mos管q5与电阻r14、r15，其中电阻r14 的第二端连接电阻r15的第一端，mos管q5的栅极连接电阻r15的第一端， mos管q5的源极连接电阻r15的第二端并接地，mos管q5的漏极连接充电电阻r13的
第二端；所述变压器t3的原边与充放电电容c4的第一端连接，冲放电电容c4的第二端与充电电阻r13的第二端连接，充电电阻r13的第一端连接至直流电压vdc；所述变压器t3的副边与高压电容c5的第一端连接，高压电容c5的第二端与电感l1的第一端连接，电感l1的第二端连接高压二极管d4的阳极端。
13.优选的，所述高压二极管d4的阴极端连接高压电阻r16的第一端，电阻 r16的第二端连接高压二极管d3的阳极端，高压二极管d3的阴极端连接高压二极管d4的阳极端。
14.优选的，还包括q晶体，q晶体的第一端口、第二端口分别连接电阻r16 的第一端、第二端。
15.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
16.1.本实用新型提供的一种新型高速电光q驱电路，其核心电路是由变压器t1、高压电容c3、电感l1、高压二极管d1组成的倍压谐振电路，即能产生一个小于20ns的上升沿的高压脉冲，又能让该高压脉冲获得小于20ns的下降沿，实现q晶体的快速开门和快速关门，缩窄了光脉宽，提高了光能量。
17.2.本实用新型提供的一种新型高速电光q驱电路，新型高速电光q驱电路相对于第一种电光q驱电路来说，减少了一组升压变压器的成本；相对于第二种电光q驱电路来说，解决了第二种电光q驱电路mosfet耐压高的问题；综上所述，该新型高速电光q驱电路不仅能获得最好的驱动q晶体的效果，而且设计简单，成本较低。
附图说明
18.图1为现有技术的第一种电光q驱电路的电路原理图；
19.图2为现有技术的第二种电光q驱电路的电路原理图；
20.图3为本实用新型的新型高速电光q驱电路的电路原理图。
具体实施方式
21.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，所描述的实施例仅仅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做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。
22.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
23.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
24.请参阅图3，本实用新型提供一种技术方案：一种新型高速电光q驱电路，包括直流电压vdc、充电电阻r13、充放电电容c4、控制开关电路、变压器 t3、高压电容c5、电感l1、高
压二极管d3、高压二极管d4及高压放电电阻 r16；控制开关电路包括mos管q5与电阻r14、r15，其中电阻r14的第二端连接电阻r15的第一端，mos管q5的栅极连接电阻r15的第一端，mos管q5 的源极连接电阻r15的第二端并接地，mos管q5的漏极连接充电电阻r13的第二端；变压器t3的原边与充放电电容c4的第一端连接，冲放电电容c4的第二端与充电电阻r13的第二端连接，充电电阻r13的第一端连接至直流电压vdc；变压器t3的副边与高压电容c5的第一端连接，高压电容c5的第二端与电感l1的第一端连接，电感l1的第二端连接高压二极管d4的阳极端。
25.进一步的，高压二极管d4的阴极端连接高压电阻r16的第一端，电阻r16 的第二端连接高压二极管d3的阳极端，高压二极管d3的阴极端连接高压二极管d4的阳极端。
26.进一步的，还包括q晶体，q晶体的第一端口、第二端口分别连接电阻 r16的第一端、第二端。
27.工作原理：该新型高速电光q驱电路的工作原理是在mos管q5断开的情况下，vdc通过充电电阻r13对充放电电容c4充电；充放电电容c4充电完成后，控制控制q5闭合，此时充放电电容c4经q5、变压器t3的原边及充放电电容c4组成的回路放电，变压器t3的副边感应出的感应电压u1在高压电容c5与电感l1及高压二极管d3的倍压谐振作用下生成幅值更高的电压u2，u2 通过高压二极管d4向q晶体提供一个高压，该高压可以将q晶体打开，打开 q晶体后，该高压通过高压电阻r16快速放电，使得q晶体快速关断；该新型高速电光q驱电路，即能产生一个小于20ns的上升沿的高压脉冲，又能让该高压脉冲获得小于20ns的下降沿，实现q晶体的快速开门和快速关门，缩窄了光脉宽，提高了光能量。
28.值得注意的是：整个装置通过控制器对其实现控制，由于控制器匹配的设备为常用设备，属于现有成熟技术，在此不再赘述其电性连接关系以及具体的电路结构。
29.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。