1.本实用新型涉及电力电子领域,尤其涉及一种恒流驱动模块。
背景技术:2.半导体激光器可以通过一定的激励方式,受激发射(即产生激光)。半导体激光器产生激光的功率可以从几百瓦到上万瓦,因此,对半导体激光器的恒流驱动模块的安全性和实时响应性有较高要求。
3.恒流驱动模块可以分为开关电源型和线性电源型。开关电源型的驱动模块具有转换效率高,安装方便等特点,但上述开关电源型的驱动模块在待机时,仍会输出几百毫安左右的待机电流。线性电源型的驱动模块具有响应快等特点,上述线性电源型的驱动模块在待机时,输出的待机电流一般可以控制在一百毫安以内。恒流驱动模块待机时输出的待机电流,会造成电能的浪费。
技术实现要素:4.本实用新型提供一种恒流驱动模块,用以解决现有技术中恒流驱动模块待机时存在电能浪费的问题,实现减小恒流驱动模块待机时电能的浪费。
5.本实用新型提供一种恒流驱动模块,包括:恒流驱动电路;
6.所述恒流驱动电路包括负压产生单元、误差积分单元、电流采集单元和场效应管;
7.所述场效应管的漏极,与负极端子连接;所述场效应管的源极,与所述电流采集单元的输入端连接;所述场效应管的栅极,与所述误差积分单元的输出端连接;
8.所述电流采集单元的输出端与所述误差积分单元的第一输入端连接;
9.所述负压产生单元的输出端,与所述误差积分单元的第二输入端连接,所述负压产生单元用于产生负压。
10.根据本实用新型提供的一种恒流驱动模块,所述负压产生单元,包括:负压产生子单元和电源子单元;
11.所述负压产生子单元的输入端与所述电源子单元连接;
12.所述负压产生子单元的输出端与所述误差积分单元的第二输入端连接。
13.根据本实用新型提供的一种恒流驱动模块,所述恒流驱动电路,还包括:分压单元;
14.所述分压单元与所述误差积分单元的第二输入端连接。
15.根据本实用新型提供的一种恒流驱动模块,还包括:过流保护电路;
16.所述电流采集单元的输出端与所述过流保护电路连接。
17.根据本实用新型提供的一种恒流驱动模块,还包括:基准电路;
18.所述过流保护电路,包括电流放大单元和第一比较单元;
19.所述电流放大单元的输入端与所述电流采集单元的输出端连接,所述电流放大单元的输出端与所述第一比较单元的第一输入端连接;
20.所述基准电路的输出端与所述第一比较单元的第二输入端连接。
21.根据本实用新型提供的一种恒流驱动模块,还包括:过压保护电路;
22.电源输入端与所述过压保护电路连接。
23.根据本实用新型提供的一种恒流驱动模块,还包括:基准电路;所述过压保护电路,包括电压采集单元和第二比较单元;
24.所述电压采集单元的输入端与所述电源输入端连接,所述电压采集单元的输出端与所述第二比较单元的第一输入端连接;
25.所述基准电路的输出端与所述第二比较单元的第二输入端连接。
26.根据本实用新型提供的一种恒流驱动模块,还包括:过流保护电路和过压保护电路;
27.所述电流采集单元的输出端与所述过流保护电路连接;
28.电源输入端与所述过压保护电路连接。
29.根据本实用新型提供的一种恒流驱动模块,还包括:基准电路;所述过流保护电路,包括电流放大单元和第一比较单元;所述过压保护电路,包括电压采集单元和第二比较单元;
30.所述电流放大单元的输入端与所述电流采集单元的输出端连接,所述电流放大单元的输出端与所述第一比较单元的第一输入端连接;
31.所述电压采集单元的输入端与所述电源输入端连接,所述电压采集单元的输出端与所述第二比较单元的第一输入端连接;
32.所述基准电路的输出端,分别与所述第一比较单元的第二输入端和所述第二比较单元的第二输入端连接。
33.根据本实用新型提供的一种恒流驱动模块,所述基准电路,包括:第二电源单元和基准单元;
34.所述第二电源单元与所述基准单元的输入端连接;
35.所述基准单元的输出端分别与所述第一比较单元的第二输入端和所述第二比较单元的第二输入端连接。
36.本实用新型提供的恒流驱动模块,通过负压产生单元产生负压,在误差积分单元将负压与待机电压叠加并积分放大后,能使得场效应管的栅极电压小于源极电压,从而关断场效应管,能阻断恒流驱动模块中待机电流的流动,能减小恒流驱动电路待机时电能的浪费,恒流驱动模块的结构简单。
附图说明
37.为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1是本实用新型提供的恒流驱动模块的结构示意图之一;
39.图2是本实用新型提供的恒流驱动模块中恒流驱动电路的结构示意图;
40.图3是本实用新型提供的恒流驱动模块的结构示意图之二;
41.图4是本实用新型提供的恒流驱动模块中过流保护电路的结构示意图;
42.图5是本实用新型提供的恒流驱动模块中过压保护电路的结构示意图;
43.图6是本实用新型提供的恒流驱动模块中基准电路的结构示意图。
44.附图标记:
45.101:负压产生单元;
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102:误差积分单元;
46.103:电流采集单元;
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104:场效应管;
47.105:场效应管的漏极;
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106:电源输入端;
48.107:正极端子;
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108:负极端子:
49.109:场效应管的源极;
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110:电流采集单元的输入端;
50.111:电流采集单元的输出端;
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112:场效应管的栅极;
51.113:误差积分单元的输出端;
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114:误差积分单元的第一输入端;
52.115:负压产生单元的输出端;
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116:误差积分单元的第二输入端;
53.117:恒流驱动电路;
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118:负载;
54.201:负压产生子单元;
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202:电源子单元;
55.203:分压单元;
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204:n沟道mos管;
56.205:n沟道mos管的栅极;
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206:n沟道mos管的源极;
57.301:基准电路;
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302:过流保护电路;
58.303:过压保护电路;
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401:基准电路的输出端;
59.402:电流放大单元;
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403:第一比较单元;
60.404:电流放大单元的输入端;
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406:第一比较单元的第一输入端;
61.405:电流放大单元的输出端;
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408:第一比较单元的第二输入端;
62.407:第一比较单元的输出端;
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501:电压采集单元;
63.502:第二比较单元;
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503:电压采集单元的输入端;
64.504:电压采集单元的输出端;
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505:第二比较单元的第一输入端;
65.506:第二比较单元的输出端;
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507:第二比较单元的第二输入端;
66.601:第二电源单元;
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602:基准单元。
具体实施方式
67.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型中的附图,对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例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作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。
68.在本实用新型实施例的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“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,可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
69.图1是本实用新型提供的恒流驱动模块的结构示意图之一。下面结合图1描述本实
用新型的恒流驱动模块。如图一所示,恒流驱动模块,包括:恒流驱动电路。
70.恒流驱动模块中的恒流驱动电路包括负压产生单元101、误差积分单元102、电流采集单元103和场效应管104。
71.负压产生单元101可以产生第一负压。
72.具体地,负压是相对于参考电压而言的,当实际电压低于参考电压时,实际电压即为负压。
73.负压产生单元101可以通过多种方式产生第一负压,下面通过几个例子进行说明。
74.负压产生单元101可以通过内置的电荷泵器件产生较低功率的第一负压。负压产生单元101中内置的电荷泵器件可以是:ttl电平 /323电平转换芯片。
75.负压产生单元101还可以通过内置的反相器产生第一负压。
76.负压产生单元101还可通过内置的负压电源转化器产生第一负压。负压产生单元中内置的负压电源转化器可以是max749。 max749为倒相式pfm开关稳压,输入电压+2v至+6v,输出电压可达
‑
100v以上。
77.负压产生单元101还可以通过内置的dc/dc电压反转器提供第一负压。负压产生单元101中内置的dc/dc电压反转器可以是 me7660。me7660能将输入范围为+1.5v至+10v的正压转换为相应的
‑
1.5v至
‑
10v的负压。
78.误差积分单元102包括两个输入端和一个输出端。误差积分单元 102的两个输入端分别为误差积分单元的第一输入端114和误差积分单元的第二输入端116。
79.误差积分单元102可以将通过两个输入端输入的电压进行叠加并积分放大后输出。
80.电流采集单元103可以将通过电流采集单元103的电流转换为电压大小与上述电流的大小对应的电压。
81.场效应管104为一种电压控制器件,可以通过控制输入回路的电场效应来控制输出回路电流。场效应管104可以包括三个电极,分别为源极109、漏极105和栅极112。
82.场效应管因其可以在很小电流或很低电压的条件下工作以及电压控制特性(通过控制栅极电压可以控制漏极电流),在本实用新型实施例中场效应管104的作用等同于电子开关。
83.场效应管的漏极105,与负极端子108连接;场效应管的源极109,与电流采集单元的输入端110连接;场效应管的栅极112,与误差积分单元的输出端113连接。
84.正极端子107和负极端子108分别可以连接负载118的正极和负极,在恒流驱动电路与负载118之间构成通路。
85.本实用新型实施例以恒流驱动模块连接的负载118为半导体激光器为例,说明上述恒流驱动模块。
86.当半导体激光器正常工作时,通过电源输入端106可以向半导体激光器输入工作电压。电流经正极端子107、半导体激光器和负极端子108可以输入场效应管的漏极105。
87.当半导体激光器处于待机状态时,通过电源输入端106输入的工作电流为零。电流采集单元的输出端111与误差积分单元的第二输入端114连接。
88.负压产生单元的输出端115与误差积分单元的第二输入端116连接;负压产生单元,用于产生负压。
89.具体地,正极端子107、电流采集单元103、误差积分单元102、场效应管104、负极端子108,以及与正极端子107和负极端子108 连接的半导体激光器构成了一个闭合回路。
90.常规情况下,半导体激光器处于待机状态时,在由恒流驱动电路和半导体器件构成的闭合回路中存在待机电流。上述待机电流的大小从一百毫安以内到几百毫安不等。
91.需要说明的是,本实用新型实施例中,待机电流小于半导体激光器的阈值电流。半导体激光器在待机状态下因待机电流产生的安全隐患较小。
92.电流采集单元103可以将通过电流采集单元103的待机电流,转换为电压大小与该待机电流的大小对应的待机电压,并通过误差积分单元的第二输入端114,将上述待机电压输入误差积分单元。
93.需要说明的是,因为待机电流较小,所以电流采集单元103根据待机电流转换得到的待机电压为接近于零的正压。
94.负压产生单元101可以将产生的第一负压通过误差积分单元的第二输入端116,输入误差积分单元102。
95.需要说明的是,负压产生单元101产生的第一负压的绝对值需大于待机电压。
96.误差积分单元102将负压产生单元101产生的第一负压与待机电压进行叠加并积分放大后,可以得到第二负压。
97.半导体激光器处于待机状态时,通过电源输入端106向恒流驱动电路输入的工作电压为零。场效应管的源极109处的电压即为待机电压。
98.第一负压的绝对值大于待机电压,误差积分单元102将第一负压与待机电压叠加,可以得到电压大小为第一负压值与该待机电压值的代数和的一个负压。对通过叠加获得的负压进行积分放大后,可以得到第二负压。误差积分单元102可以通过误差积分单元的输出端113 将第二负压输出至场效应管的栅极112,场效应管的栅极112处的电压即为第二负压。
99.场效应管的源极109处的电压为正压,场效应管的栅极112处的电压为负压,场效应管的栅极112处的电压小于源极109处的电压。
100.本实用新型实施例中若场效应管的栅极112处的电压小于源极处的电压,则该场效应管104不能导通,从而造成闭合回路的短路,阻断闭合回路中待机电流的流动。
101.需要说明的是,本实用新型实施例的恒流驱动电路,可以将待机电流从一百毫安以内到几百毫安,降低至微安级。
102.需要说明的是,场效应管104可以为n沟道金属氧化物半导体型场效应管。
103.金属氧化物半导体型场效应管(metal oxide semiconductor fieldeffect transistor,mos),属于场效应管中的绝缘栅型,mos管也被称为绝缘栅场效应管。mos管具有输入阻抗高、噪声低、热稳定性好、制造工艺简单、辐射强等优点,常被用于放大电路或开关电路。
104.mos管可分为n沟道mos管与p沟道mos管两大类。
105.n沟道mos管由p型衬底和两个高浓度n扩散区组成,n沟道 mos管只有栅源处的电压大于源极处的电压时,才可以导通。n沟道mos管在导通压降下,导通电阻小,栅极驱动不需要电流,驱动电路简单,适合大功率并联。
106.p沟道mos管指n型衬底、p沟道靠空穴的流动运送电流的mos 管。p沟道mos晶体管
的空穴迁移率低,在mos管的几何尺寸和工作电压绝对值相等的情况下,p沟道mos管的跨导小于n沟道mos 管。此外,p沟道mos管阈值电压的绝对值偏高,需要有较高的工作电压。最后,p沟道mos管的供电电源的电压大小和极性,与不能与双极型晶体管兼容。因此,p沟道mos管因逻辑摆幅大、充电放电过程长、器件跨导小导致工作速度低等缺陷,应用范围有限。
107.基于上述n沟道mos管与p沟道mos管的优点和缺陷,本实用新型实施例选用n沟道mos管作为场效应管104。
108.需要说明的是,上述n沟道mos管中,还可以包括一个寄生二极管。该寄生二极管可以保护上述n沟道mos管。本实用新型实施例中n沟道mos管用作电子开关,则该寄生二极管的负极与电源输入端106连接,该寄生二极管的正极与电流采集电路的输入端连接。
109.本实用新型实施例通过负压产生单元产生负压,在误差积分单元将负压与待机电压叠加并积分放大后,能使得场效应管的栅极电压小于源极电压,从而关断场效应管,能阻断恒流驱动模块中待机电流的流动,能减小恒流驱动电路待机时电能的浪费,恒流驱动模块的结构简单。
110.基于上述各实施例的内容,负压产生单元101,包括:负压产生子单元和电源子单元。
111.负压产生子单元的输入端与电源子单元连接。
112.电源子单元可以通过负压产生子单元的输入端,向负压产生子单元输入正压。
113.负压产生子单元可以将电源子单元输入的正压转换为第一负压。
114.负压产生子单元可以是负压电源转化器、反相器或dc/dc电压反转器等。
115.负压产生子单元的输出端与误差积分单元的第二输入端116连接。
116.负压产生子单元产生的第一负压,可以通过负压产生子单元的输出端和误差积分单元的第二输入端116,输入误差积分单元。
117.需要说明的是,负压产生子单元输出的负压为
‑
3v至
‑
10v,优选地,负压产生子单元输出的负压为
‑
5v。
118.具体地,若负压产生子单元输出的第一负压过小,则不能确保误差积分电路102将第一负压与待机电压叠加并积分放大后,得到的第二电压小于待机电压,即不能确保场效应管的栅极112处的电压小于源极109处的电压,从而不能确保场效应管104关断,无法有效的阻断闭合回路中待机电流的流动。
119.若负压产生子单元输出的第一负压过大,则可能会造成误差积分单元102的损坏。
120.本实用新型实施例中,根据半导体器件在待机状态下,闭合回路的待机电流的范围,确定负压产生子单元输出的第一负压最小为3v。基于对误差积分单元102的保护,确定负压产生子单元输出的第一负压最大为10v。
121.需要说明的是,电源子单元的输出电压为3v至10v,优选地,电源子单元的输出电压为5v。
122.具体地,电源子单元的输出电压与负压产生子单元产生的第一负压的绝对值相等。
123.若电源子单元的输出电压较小,则负压产生子单元根据电源子单元的输出电压产生的第一负压较小。负压产生子单元产生的第一负压较小,将不能确保误差积分电路将第一负压与待机电压叠加并积分放大后,得到的第二电压小于待机电压,即不能确保场效应
管的栅极 112处的电压小于源极109处的电压,从而不能确保场效应管104关断,无法有效的阻断闭合回路中待机电流的流动。
124.若电源子单元的输出电压较大,则可能会造成负压产生子单元的损坏。
125.本实用新型实施例中,根据半导体器件在待机状态下,闭合回路的待机电流的范围,确定电源子单元的输出电压最小为3v。基于对负压产生子单元的保护,确定电源子单元的输出电压最大为10v。
126.需要说明的是,负压产生子单元还可以包括开关子单元。负压产生子单元的输出端与误差积分单元的第二输入端116通过所述开关子单元连接。
127.具体地,开关子单元可以设置于负压产生子单元的输出端与误差积分单元的第二输入端之间。
128.开关子单元可以根据半导体激光器的状态闭合或断开。
129.若半导体激光器处于待机状态,则开关子单元闭合,此时负压产生子单元的输出端与误差积分单元的第二输入端116之间导通,负压产生子单元可以向误差积分单元输入第一负压,使得误差积分单元可以基于第一负压获得第二负压,以确保场效应管的栅极112处的电压小于源极109处的电压,场效应管104关断,阻断恒流驱动电路中待机电流的流动。
130.若半导体激光器处于正常工作的状态,则开关子单元闭合,此时负压产生子单元的输出端与误差积分单元的第二输入端116之间断开。误差积分单元102可以放大输入的电压,使得场效应管的栅极 112处的电压大于源极109处的电压,场效应管104导通。
131.本实用新型实施例通过负压产生子单元将电源子单元输入的正压转换为第一负压,能简单、高效的获取负压,能使得误差积分电路基于第一负压获取第二负压,从而为场效应管的栅极提供一个负压,使得场效应管的栅极处的电压小于源极处的电压后关断场效应管。
132.基于上述各实施例的内容,恒流驱动电路,还包括:分压单元。
133.分压单元与误差积分单元的第二输入端116连接。
134.具体地,分压单元的输入端与外部模拟输入端连接,分压单元的输出端与误差积分单元的第二输入端116连接。
135.通过外部模拟输入端可以向分压单元输入外部输入的模拟量,半导体激光器输出激光的功率与外部输入的模拟量成线性关系,根据输出激光功率的需求,可以通过改变外部输入的模拟量调整输出激光的功率。
136.半导体激光器处于待机状态时,外部输入的模拟量为零。
137.为了便于对本实用新型上述各实施例的理解,下面通过一个实例说明本实用新型的恒流驱动模块中的恒流驱动电路。
138.图2是本实用新型提供的恒流驱动模块中恒流驱动电路的结构示意图。如图2所示,恒流驱动电路包括:负压产生单元101、误差积分单元102、电流采集单元103、n沟道mos管204、分压单元203、电源输入端106、正极端子107、负极端子108、负压产生子单元201 电源子单元202等。恒流驱动电路与和正极端子107、负极端子108 连接的半导体激光器构成一个闭合回路。
139.负压产生单元101中的c4、c5和c6是负压产生子单元201的滤波电容。电源子单元202输出+5v的电压至负压产生子单元201201 后,负压产生子单元201可以产生
‑
5v的电压,
并将
‑
5v的电压经电阻r2输出至误差积分单元102。
140.负压产生单元的输出端115、分压单元203的输出端和误差积分单元的第二输入端116在连接点va处连接。
141.分压单元203中包括r3、r7和rp1。分压单元203的输入端与外部模拟输入端连接,d/a用来表示外部输入的模拟量,半导体激光器处于待机状态时,d/a值为0v。通过调节rp1可以修正半导体激光器的最高输出功率。
142.电流采集单元103中包括r6和r8,其中,r8为分流器。半导体激光器处于待机状态时,待机电流流过r8,r8和r6可以将待机电流转换为电压大小与该待机电流的大小对应的待机电压。其中, isamp用来表示电流采集单元103输出的电流。
143.误差积分单元102由c1、r1和r5组成,c2为误差积分单元102 的滤波电容。误差积分单元可以将负压产生单元产生的负压与待机电压进行叠加并积分放大后,输出一个负压。该负压经r4输出至n沟道mos管204的栅极205,使得n沟道mos管204的栅极205处的电压为负压。n沟道mos管204的源极206处的电压为待机电压, n沟道mos管204的栅极205处的电压小于源极206处的电压,n 沟道mos管204不能导通。
144.需要说明的是,n沟道mos管204不能导通时,流过n沟道 mos管204的电流由n沟道mos管204的饱和漏电流(i
dss
)有关。饱和漏电流通常情况下为几个微安,可以降低半导体激光器处于待机时闭合回路中的待机电流,提高恒流驱动电路的安全性。
145.本实用新型实施例通过选用n沟道mos管作为场效应管,能基于n沟道mos管的特性,在半导体激光器处于待机状态时有效的阻断恒流驱动电路中待机电流的流动。
146.本实用新型实施例通过分压单元与误差积分单元的第二输入端连接,能对恒流驱动电路中的电压进行调控,能保护恒流驱动电路。
147.基于上述各实施例的内容,恒流驱动模块还包括:过流保护电路。
148.电流采集单元的输出端111与过流保护电路连接。
149.过流保护电路可以保护恒流驱动模块以及该恒流驱动模块驱动的器件。
150.具体地,当出现负载短路、过载或者控制电路失效等意外情况时,会引起闭合回路中的电流过大,若没有过流保护电路,则可能会导致恒流驱动模块和该恒流驱动模块驱动的器件的损坏。本实用新型实施例中,电流采集单元的输出端111连接过流保护电路,可以在通过电流采集单元的输出端111的电流超过额定电流时,启动电路保护(例如:切断电路、发出报警信号和输出异常信息等),以保护恒流驱动模块以及该恒流驱动模块驱动的器件。
151.需要说明的是,若恒流驱动模块驱动的器件为容性负载,容性负载包括并联的大容量的电解电容器,当电路中出现异常情况时,则电路中的电流将出现大幅度增大,但电路中的电压的上升幅度却不甚明显。恒流驱动模块驱动的器件为容性负载时,恒流驱动模块中的过流保护电路可以更好的保护恒流驱动模块以及该恒流驱动模块驱动的器件。
152.本实用新型实施例通过电流采集单元的输出端连接过流保护电路,能在出现负载短路、过载或控制电路失效等意外情况时,保护恒流驱动模块和该恒流驱动模块驱动的器件,能提高恒流驱动模块的安全性。
153.基于上述各实施例的内容,恒流驱动模块还包括:基准电路。
154.恒流驱动模块中的基准电路,可以为过流保护电路提供基准电压。若流过过流保护电路中的电流对应的电压大于基准电压时,过流保护电流将启动电路保护。
155.过流保护电路,包括电流放大单元和第一比较单元。
156.电流放大单元可以将输入的电流进行运算放大。
157.第一比较单元可以包括两个输入端和一个输出端。第一比较单元的两个输入端分别为第一比较单元的第一输入端和第一比较单元的第二输入端。
158.第一比较单元可以对通过第一比较单元的第一输入端和第一比较单元的第二输入端输入的两个电压进行比较,并根据比较结果,输出一个电压。
159.电流放大单元的输入端与电流采集单元的输出端111连接,电流放大单元的输出端与第一比较单元的第一输入端连接。
160.电流放大单元可以将通过电流采集单元的输出端111输入的电流进行运算放大,得到检测电流,并且可以将检测电流通过电流放大单元的输出端和第一比较单元的第一输入端输入第一比较单元。
161.基准电路的输出端与第一比较单元的第二输入端连接。
162.基准电路可以将基准电压通过基准电路的输出端和第一比较单元的第二输入端输入第一比较单元。
163.第一比较单元的输出端可以与检测设备连接。
164.第一比较单元可以将电流放大单元输入的检测电流对应的电压与基准电路输入的基准电压进行比较。
165.若检测电流对应的电压小于基准电压,则不启动电路保护,恒流驱动模块正常工作。
166.若检测电流对应的电压大于基准电压,则启动电路保护,切断恒流驱动模块中的电流,以保护恒流驱动模块以及该恒流驱动模块驱动的器件。
167.需要说明的是,若检测电流对应的电压大于基准电压,则将该检测电流可以通过第一比较单元的输出端输入外接的监控设备,实现对恒流驱动模块内电流的过流监控。根据对恒流驱动模块内电流的过流监控,还可以对异常情况进行分析。
168.本实用新型实施例通过电流放大单元和基准电路分别将检测电流和基准电压输入第一比较单元,使得第一比较单元能对检测电流对应的电压与基准电压进行比较,并根据比较结果判断是否启动电路保护,能有效、便捷且实时的对恒流驱动模块及该恒流驱动模块驱动的器件进行保护。
169.基于上述各实施例的内容,恒流驱动模块还包括:过压保护电路。
170.电源输入端106与过压保护电路连接。
171.过压保护电路可以保护恒流驱动模块以及该恒流驱动模块驱动的器件。
172.具体地,当输入电源输入端106的电压超过预定的最大值时,若没有过压保护电路,则可能会导致恒流驱动模块和该恒流驱动模块驱动的器件的损坏。本实用新型实施例中,电源输入端106连接过压保护电路,可以在输入恒流驱动模块的电压超过额定电压时,启动电路保护(例如:切断电路、发出报警信号和输出异常信息等),以保护恒流驱动模块以及该恒流驱动模块驱动的器件。
173.需要说明的是,若恒流驱动模块驱动的器件为阻性负载,当输入电压过大时,则电路中电压将出现大幅度增大,而电路中电流的上升幅度则不一定会超过额定电流。恒流驱动模块驱动的器件为阻性负载时,恒流驱动模块中的过压保护电路可以更好的保护恒流驱
动模块以及该恒流驱动模块驱动的器件。
174.本实用新型实施例通过电源输入端连接过压保护电路,能在输入恒流驱动模块的电压过大时,保护恒流驱动模块和该恒流驱动模块驱动的器件,能提高恒流驱动模块的安全性。
175.基于上述各实施例的内容,恒流驱动模块还包括:基准电路。
176.恒流驱动模块中的基准电路,可以为过压保护电路提供基准电压。若输入过压保护电路中的电压大于基准电压时,过压保护电路将启动电路保护。
177.过压保护电路,包括电压采集单元和第二比较单元。
178.电压采集单元,可以对输入电压采集单元的电压进行滤波后输出。
179.第二比较单元可以包括两个输入端和一个输出端。第二比较单元的两个输入端分别为第二比较单元的第一输入端和第二比较单元的第二输入端。
180.第二比较单元可以对通过第二比较单元的第一输入端和第二比较单元的第二输入端输入的两个电压进行比较,并根据比较结果,输出一个电压。
181.电压采集单元的输入端与电源输入端106连接,电压采集单元的输出端与第二比较单元的第一输入端连接。
182.电压采集单元可以将通过电源输入端106输入的电压进行滤波,得到检测电压,并且可以将检测电压通过电压采集单元的输出端和第二比较单元的第一输入端,输入第二比较单元。
183.基准电路的输出端与第二比较单元的第二输入端连接。
184.基准电路可以将基准电压通过基准电路的输出端和第二比较单元的第二输入端输入第二比较单元。
185.第二比较单元的输出端可以与检测设备连接。
186.第二比较单元可以将电压采集单元输入的检测电压与基准电路输入的基准电压进行比较。
187.若检测电压小于基准电压,则不启动电路保护,恒流驱动模块正常工作。
188.若检测电压大于基准电压,则启动电路保护,切断通过电源输入端输入的电流,以保护恒流驱动模块以及该恒流驱动模块驱动的器件。
189.需要说明的是,若检测电压大于基准电压,则将该检测电压通过第二比较单元的输出端输入外接的监控设备,实现对输入恒流驱动模块的电压的过压监控。根据对恒流驱动模块内电流的过压监控,还可以对异常情况进行分析。
190.本实用新型实施例通过电压采集单元和基准电路分别将检测电压和基准电压输入第二比较单元,使得第二比较单元能对检测电压和基准电压进行比较,并根据比较结果判断是否启动电路保护,能有效、便捷且实时的对恒流驱动模块及该恒流驱动模块驱动的器件进行保护。
191.基于上述各实施例的内容,恒流驱动模块还包括:过流保护电路和过压保护电路。
192.过流保护电路可以保护恒流驱动模块以及该恒流驱动模块驱动的器件。
193.具体地,当出现负载短路、过载或者控制电路失效等意外情况时,会引起闭合回路中的电流过大,若没有过流保护电路,则可能会导致恒流驱动模块和半导体激光器的损坏。本实用新型实施例中,电流采集单元的输出端111连接过流保护电路,可以在通过过流保护
电路的电流超过额定电流时,启动电路保护(例如:切断电路、发出报警信号和输出异常信息等),以保护恒流驱动模块以及该恒流驱动模块驱动的器件。
194.过压保护电路可以保护恒流驱动模块以及该恒流驱动模块驱动的器件。
195.具体地,当输入电源输入端106的电压超过预定的最大值时,若没有过压保护电路,则可能会导致恒流驱动模块和半导体激光器的损坏。本实用新型实施例中,电源输入端106连接过压保护电路,可以在输入恒流驱动模块的电压超过额定电压时,启动电路保护(例如:切断电路、发出报警信号和输出异常信息等),以保护恒流驱动模块以及该恒流驱动模块驱动的器件。
196.需要说明的是,恒流驱动模块中的过流保护电路和过压保护电路可以在闭合回路中电流过大和/或输入电压过大的情况下启动电路保护,可以更好的保护恒流驱动模块以及该恒流驱动模块驱动的器件。
197.本实用新型实施例通过电流采集单元的输出端连接过流保护电路,并且电源输入端连接过压保护电路,能在闭合回路中电流过大和 /或输入电压过大的情况下启动电路保护,能更好的保护恒流驱动模块以及该恒流驱动模块驱动的器件,能进一步的提升恒流驱动模块的安全性。
198.图3是本实用新型提供的恒流驱动模块的结构示意图之二。下面结合图3描述本实用新型的恒流驱动模块。如图3所示,恒流驱动模块,还包括:基准电路301。
199.恒流驱动模块中的基准电路301,可以为过流保护电路302和过压保护电路303提供基准电压。若流过过流保护电路302中的电流对应的电压大于基准电压时,过流保护电流302将启动电路保护;若输入过压保护电路303的电压大于基准电压是,过压保护电路303将启动电路保护。
200.过流保护电路302,包括电流放大单元和第一比较单元。
201.电流放大单元可以将输入的电流进行运算放大。
202.第一比较单元可以包括两个输入端和一个输出端。第一比较单元的两个输入端分别为第一比较单元的第一输入端和第一比较单元的第二输入端。
203.第一比较单元可以对通过第一比较单元的第一输入端和第一比较单元的第二输入端输入的两个电压进行比较,并根据比较结果,输出一个电压。
204.过压保护电路303,包括电压采集单元和第二比较单元。
205.电压采集单元,可以对输入电压采集单元的电压进行滤波后输出。
206.第二比较单元可以包括两个输入端和一个输出端。第二比较单元的两个输入端分别为第二比较单元的第一输入端和第二比较单元的第二输入端。
207.第二比较单元可以对通过第二比较单元的第一输入端和第二比较单元的第二输入端输入的两个电压进行比较,并根据比较结果,输出一个电压。
208.电流放大单元的输入端与电流采集单元的输出端111连接,电流放大单元的输出端与第一比较单元的第一输入端连接。
209.电流放大单元可以将通过电流采集单元的输出端111输入的电流进行运算放大,得到检测电流,并且可以将检测电流通过电流放大单元的输出端和第一比较单元的第一输入端输入第一比较单元。
210.电压采集单元的输入端与电源输入端106连接,电压采集单元的输出端与第二比
较单元的第一输入端连接。
211.电压采集单元可以将通过电源输入端106输入的电压进行滤波,得到检测电压,并且可以将检测电压通过电压采集单元的输出端和第二比较单元的第一输入端,输入第二比较单元。
212.第一比较单元的输出端可以与检测设备连接。
213.第二比较单元的输出端可以与检测设备连接。
214.基准电路301的输出端,分别与第一比较单元的第二输入端和第二比较单元的第二输入端连接。
215.具体地,基准电路301可以将基准电压通过基准电路301的输出端和第一比较单元的第二输入端输入第一比较单元。基准电路301还可以将基准电压通过基准电路301的输出端和第二比较单元的第二输入端输入第二比较单元。
216.第一比较单元可以将电流放大单元输入的检测电流对应的电压与基准电路301输入的基准电压进行比较。
217.若检测电流对应的电压小于基准电压,则不启动电路保护,恒流驱动模块正常工作。
218.若检测电流对应的电压大于基准电压,则启动电路保护,切断恒流驱动模块中的电流,以保护恒流驱动模块以及该恒流驱动模块驱动的器件。
219.需要说明的是,若检测电流对应的电压大于基准电压,则将该检测电流通过第一比较单元的输出端输入外接的监控设备,实现对恒流驱动模块内电流的过流监控。根据对恒流驱动模块内电流的过流监控,还可以对异常情况进行分析。
220.第二比较单元可以将电压采集单元输入的检测电压与基准电路 301输入的基准电压进行比较。
221.若检测电压小于基准电压,则则不启动电路保护,恒流驱动模块正常工作。
222.若检测电压大于基准电压,则启动电路保护,切断通过电源输入端输入的电流,以保护恒流驱动模块以及该恒流驱动模块驱动的器件。
223.需要说明的是,若检测电压大于基准电压,则将该检测电压通过第二比较单元的输出端输入外接的监控设备,可以实现对输入恒流驱动模块的电压的过压监控。根据对恒流驱动模块内电流的过压监控,还可以对异常情况进行分析。
224.为了便于对本实用新型上述各实施例的理解,下面通过一个实例说明本实用新型的恒流驱动模块中的过流保护电路和过压保护电路。
225.图4是本实用新型提供的恒流驱动模块中过流保护电路的结构示意图。如图4所示,r11、rp2和u3a等组成电流放大单元402,电流采集单元103输出的电流isamp通过电流采集单元的输出端111 和电流放大单元的输入端404,输入电流放大单元402中进行运算放大电路。对电流isamp进行运算放大后,可以通过电流放大单元的输出端405输出检测电流iout。上述检测电流iout通过第一比较单元的第一输入端406输入第一比较单元402,基准电压vref(2.5v)通过基准电路的输出端401和第一比较单元的第二输入端408输入第一比较单元402,基准电压vref(2.5v)与检测电流isamp对应的电压在由比较器u3b等构成的第一比较单元403内进行比较后,输出电流 io。
226.若电流iout对应的电压小于vref(2.5v),则电流io为低电平,此时不启动电路保
护,恒流驱动模块正常工作;若电流iout对应的电压高于vref(2.5v),则io为高电平,此时启动过流保护,保护恒流驱动模块和该恒流驱动模块驱动的器件。该高电平还可以通过第一比较单元的输出端407送至外接的监控设备,提拱监控作用。
227.图5是本实用新型提供的恒流驱动模块中过压保护电路的结构示意图。如图5所示,c10、c11、r14、r16和r17等组成输入电压采集单元501,其中,c12为滤波电容。电压经电压采集单元的输入端503输入电压采集单元501,经过滤波放大后输出检测电压vsamp。 r15、r18、c13和c14等组成第二比较单元502,检测电压vsamp 经第二比较单元的第一输入端505输入第二比较单元502,基准电压 vref(2.5v)经基准电路的输出端401和第二比较单元的第二输入端 507输入第二比较单元502。检测电压vsamp与基准电压vref(2.5v) 经过第二比较单元502后输出电压vo。
228.若检测电压vsamp小于基准电压vref(2.5v),则电压vo为低电平,此时不启动电路保护,恒流驱动模块正常工作;若检测电压 vsamp高于基准电压vref(2.5v),电压vo为高电平,此时启动过压保护,保护恒流驱动模块和该恒流驱动模块驱动的器件。该高电平可以通过第二比较单元的输出端506送至外接的监控设备,提拱监控作用。
229.本实用新型实施例通过电流放大单元和基准电路分别将检测电流和基准电压输入第一比较单元,使得第一比较单元能对检测电流对应的电压与基准电压进行比较,根据比较结果判断是否启动电路保护,并且通过电压采集单元和基准电路分别将检测电压和基准电压输入第二比较单元,使得第二比较单元能对检测电压和基准电压进行比较,根据比较结果判断是否启动电路保护,能更有效、便捷且实时的对恒流驱动模块及该恒流驱动模块驱动的器件进行保护。
230.图6是本实用新型提供的恒流驱动模块中基准电路的结构示意图。如图6所示,恒流驱动模块中的基准电路301,包括:第二电源单元601和基准单元602。
231.第二电源单元601与基准单元602的输入端连接。
232.第二电源单元601输出的电压经限流电阻r10基准单元602的输入端可以输入基准单元602。
233.基准单元的输出端401分别与第一比较单元的第二输入端408和第二比较单元的第二输入端507连接。
234.基准单元602可以基于第二电源单元601输入的电压产生基准电压vref(2.5v),并可以通过基准单元的输出端401和第一比较单元的第二输入端408输入第一比较单元402;还可以通过基准单元的输出端401和第二比较单元的第二输入端507输入第二比较单元502。
235.需要说明的是,基准电路301可以为过流保护电路302和过压保护电路303提供基准电压,因此,基准电路301可以直接影响恒流驱动模块和该恒流驱动模块驱动的器件的工作安全,需要基准电路301 具有足够的稳定性。本实用新型实施例中,可以选用tl431作为基准电路301,无需外部电路即可提供稳定的基准电压。
236.本实用新型实施例通过基准单元根据第二电源单元提供的电压产生基准电压,能快速、便捷的提供稳定的基准电压。
237.最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:
其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。