DC-DC激光恒流驱动模组及其组成的可并联输出驱动源的制作方法

dc
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dc激光恒流驱动模组及其组成的可并联输出驱动源
技术领域
1.本发明涉及激光器驱动源，特别涉及一种dc
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dc激光恒流驱动模组及其组成的可并联输出驱动源。


背景技术：

2.激光器是一种能发射激光的装置，半导体激光器是激光器的一种，该型激光器体积小，重量轻，功率高，同时价格比较低，在医疗、工业制造、通讯等领域有着广泛的应用。而且随着科技的发展，这种激光泵浦源的功率越做越大，而随之也要求需要有与之匹配的恒流驱动源功率也要求也越来越大。而不同厂家间的激光泵浦源又不尽相同，为每种不同的泵浦源专门设计开发特定的驱动源已无法满足当前的市场需求。


技术实现要素：

3.本发明目的是：为了解决以上问题，本发明提供一种dc
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dc激光恒流驱动模组及其组成的可并联输出驱动源，模组采用3路buck交错并联技术，实现单路功率做到最大；而将多个模组的输出并联可满足客户更大功率泵浦源的电流需求；通过与上位机通信并将单个模组的输入输出等保护条件写入eeprom可满足不同客户间的快速适应，可帮助客户更快的将产品投入市场。
4.本发明的技术方案是：dc
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dc激光恒流驱动模组，包括ac/dc电源、控制信号发生模块、信号隔离传输模块、处理器、三路buck模组、输入电压采样模块、辅助电源、输出电流采样模块、输出电压采样模块、eeprom存储器和并联选择开关；所述ac/dc电源分别连接三路buck模组的输入端，ac/dc电源还分通过输入电压采样模块、辅助电源连接处理器；所述控制信号发生模块通过信号隔离传输模块连接处理器，处理器分别连接三路buck模组控制端；所述三路buck模组输出端分别连接外部的激光泵浦源，激光泵浦源分别通过输出电流采样模块、输出电压采样模块连接处理器；所述eeprom存储器、并联选择开关分别连接处理器，并联选择开关用于切换dc
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dc激光恒流驱动模组单机运行或多模组并联运行。
5.优选的，所述三路buck模组之间驱动信号相位分别相差120
°
。
6.优选的，所述输入电压采样模块对三路buck模组输入电压进行采样；所述输出电流采样模块对三路buck模组输出电流进行采样；所述输出电压采样模块是对三路buck模组输出的电压进行采样；三个采样模块分别将采样信号发送到处理器。
7.优选的，所述控制信号发生模块是外部对激光器电流开关以及电流大小、脉冲进行调节的装置；所述信号隔离传输模块通过光耦、隔离运放或隔离通信芯片将控制信号与处理器建立连接，并将各项保护值预存在存储器eeprom中供使用。
8.优选的，所述ac/dc电源为大功率稳压电源，通电以后提供超过半导体激光器最大的工作电压。
9.优选的，所述处理器首先做系统自检，判断工作模式、负载以及各功能组件的功能是否正常，并接收外部控制信号的指令、提供三路相位相差120
°
的pwm波分别给三路buck模组。
10.优选的，所述buck模组包括快速高压mos管、sic二极管、功率电感以及滤波电容，快速高压mos管的漏极接ac/dc电源输出，源极与sic二极管阴极以及功率电感连接，sic二极管阳极接ac/dc电源输出负极，功率电感另一端接输出滤波电容。
11.优选的，所述处理器根据输出电流采样模块的电流反馈调节占空比使输出电流稳定；所述处理器根据输出电压采样模块的电压反馈，进行限压保护；所述处理器还根据三个采样模块采集的信息进行各种异常保护。
12.可并联输出dc
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dc激光恒流驱动源，包括多路所述的dc
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dc激光恒流驱动模组，各路dc
‑
dc激光恒流驱动模组的输入端与输入端并联、输出端与输出端并联，各路dc
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dc激光恒流驱动模组的并联选择开关连接在一起，共用同一ac/dc电源和同一控制信号发生模块。
13.优选的，当单个dc
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dc激光恒流驱动模组无法满足激光泵浦源功率时，采用两个或两个以上dc
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dc激光恒流驱动模组并联使用。
14.本发明的优点是：本发明提供一种dc
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dc激光恒流驱动模组及其组成的可并联输出驱动源，模组采用3路buck交错并联技术，以及多路同步整流降压交替导通的工作方式，实现单路功率做到最大；而将多个模组的输出并联可满足客户更大功率泵浦源的电流需求；通过与上位机通信并将单个模组的输入输出等保护条件写入eeprom可满足不同客户间的快速适应，可帮助客户更快的将产品投入市场。
附图说明
15.下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：图1为本发明的dc
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dc激光恒流驱动模组的原理框图；图2为实施例中的buck模组的原理图；图3为本发明的可并联输出dc
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dc激光恒流驱动源的原理框图。
具体实施方式
16.实施例：如图1所示，本发明的dc
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dc激光恒流驱动模组，包括ac/dc电源、控制信号发生模块、信号隔离传输模块、处理器、三路buck模组、输入电压采样模块、辅助电源、输出电流采样模块、输出电压采样模块、eeprom存储器和并联选择开关； 所述ac/dc电源分别连接三路buck模组的输入端，ac/dc电源还分通过输入电压采样模块、辅助电源连接处理器；所述控制信号发生模块通过信号隔离传输模块连接处理器，处理器分别连接三路buck模组控制端；所述三路buck模组输出端分别连接外部的激光泵浦源，激光泵浦源分别通过输出电流采样模块、输出电压采样模块连接处理器；所述eeprom存储器、并联选择开关分别连接处理器，并联选择开关用于切换dc
‑
dc激光恒流驱动模组单机运行或多模组并联运行。
17.所述ac/dc电源为大功率稳压电源，通电以后提供超过半导体激光器最大的工作电压。所述辅助电源为处理器等模组提供供电的模组。
18.所述处理器为整个模组的核心部件，本实施例采用的是microchip公司的pic16f1779器件，该器件内部集成了一个8位mcu处理器以及一个可支持模拟输出的电源控制芯片，不仅支持软件编程控制还支持硬件快速调节。所述处理器首先做系统自检，判断工作模式、负载以及各功能组件的功能是否正常，并接收外部控制信号的指令、提供三路相位相差120
°
的pwm波分别给三路buck模组。
19.所述buck模组是整个模组的主功率器件，如图2所示，buck模组包括快速高压mos管q1、sic二极管d1、功率电感l1以及滤波电容c1，快速高压mos管q1的漏极接ac/dc电源输出，源极与sic二极管d1阴极以及功率电感l1连接，sic二极管d1阳极接ac/dc电源输出负极，功率电感l1另一端接输出滤波电容c1。
20.同步buck模组通过快速高压mos管q1的导通与关闭以及sic二极管d1的续流对输入电压进行斩波，输出一定频率和占空比的脉冲波，并经功率电感l1及滤波电容c1后变为平滑的直流电压供负载半导体激光器模组使用。所述三路buck模组之间驱动信号相位分别相差120
°
,使三路buck电感电流交错导通，实现交错导通工作模式。
21.所述输入电压采样模块对三路buck模组输入电压进行采样；所述输出电流采样模块对三路buck模组输出电流进行采样；所述输出电压采样模块是对三路buck模组输出的电压进行采样；三个采样模块分别将采样信号发送到处理器。所述处理器根据输出电流采样模块的电流反馈调节占空比使输出电流稳定；所述处理器根据输出电压采样模块的电压反馈，进行限压保护；所述处理器还根据三个采样模块采集的信息进行各种异常保护。
22.所述控制信号发生模块是外部对激光器电流开关以及电流大小、脉冲进行调节的装置, 支持脉冲、模拟或者232等通讯方式。所述信号隔离传输模块通过光耦、隔离运放或隔离通信芯片将控制信号与处理器建立连接，并将各项保护值预存在存储器eeprom中供使用。
23.如图3所示，本发明的可并联输出dc
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dc激光恒流驱动源，包括多路所述的dc
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dc激光恒流驱动模组，各路dc
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dc激光恒流驱动模组的输入端与输入端并联、输出端与输出端并联，各路dc
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dc激光恒流驱动模组的并联选择开关通过导线连接在一起，共用同一ac/dc电源和同一控制信号发生模块。
24.所述并联选择开关，在单模组运行时需调整到单机模式。当单个dc
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dc激光恒流驱动模组无法满足激光泵浦源功率时，采用两个或两个以上dc
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dc激光恒流驱动模组并联使用。所述驱动源模块输出端均与激光泵浦源相连。
25.所述并联开关接在一起的目的是实现电流控制信号同步，避免因光耦延迟导致各模组之间电流输出不同步。
26.上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。