一种激光电源放电保护电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种激光电源放电保护电路，具体涉及低功耗大功率输出的激光电源放电保护电路，属于光电技术领域。
【背景技术】
[0002]我国目前市场上的激光电源技术日渐成熟，但电源的体积、重量、成本却不尽人意，设计要求、思路等一成不变。而半导体激光器在设计、材料、工艺等方面原因，实际使用过程中器件很容易损坏，即俗称的半导体激光器的“娇嫩性”，降低了设备运行的可靠性应用，特别是在在线仪器中的应用。半导体激光器易损的主要原因是供电电源在设计、制作等方面存在问题，从而产生浪涌导致器件损坏，并且目前市场需求是产品的精简化，无论质量、重量、体积上都要求轻巧，这就凸显市场需求一款无论质量、重量、体积、功耗等都能达到理想的半导体激光电源产品。
[0003]现有的半导体激光电源电路，整体存在重量大、功耗高输出能力差、高低温性能差、电子模块组件易损坏的弊端。主要是供电电源电路设计上缺乏保护在异常状况时宜发生电子器件击穿损坏；电路设计接口繁多、信号控制繁琐、控制逻辑冗余的弊端导致任何一点出现问题就导致激光电源工作异常；电源电路设计功耗过大，所需供电电压范围狭窄在供电电源恶劣时无法正常运作且极易损坏；电路设计上高低温性能差，尤其储能器件在极端环境下性能下降严重导致激光电源在极端环境下不能正常运作，严重制约产品覆盖的需求市场；体积大、重量重也是严重制约其市场的重要弊端。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种激光电源放电保护电路，负载接入电路的正负极接口，利用外部充电设备接入电路的充电接口，外部放电驱动信号从脉冲输入口进入，最高放电电流能达到250A，电流脉冲宽度受控于外部放电驱动信号宽度可调。
[0005]—种激光电源放电保护电路，该电路受控于上位机控制系统，输出到激光发光二极管使用，该电路包括超级储能电容CF18、四个机械接口、电阻RF6?RFll、电容CF26、CF27、二极管 DF6、DF7 和放电 MOS 管 QF3 ；
[0006]其中，所述的四个机械接口分别为正极接口 LOAD+、负极接口 LOAD-、充电接口External charging equipment和脉冲输入口 Pusle ;所述四个机械接口为硬连接，起到连接外部控制信号和充电设备和负载输出接口的作用；
[0007]所述放电MOS管QF3为大电流高电压的N沟道MOS管，受控于外部产生的驱动信号经脉冲输入口 Pusle来控制负载放电电流和放电宽度；
[0008]电路连接关系为:RF6 —端连接脉冲输入口 Pusle，另一端连接RF7、CF26，并连接放电MOS管QF3的控制端；
[0009]所述电阻RF7和电容CF26并联后，一端连接电阻RF6对外部放电控制信号进行整形，另一端连接放电MOS管QF3的栅极；
[0010]电阻RF8 —端连接负载的负极接口 LOAD-，一端连接放电MOS管QF3的栅极；
[0011]所述电阻RF9、电容CF17和二极管DF6并联后一端连接负载的负极接口 LOAD-，另一端连接负载的正极接口 LOAD+，其中二极管DF6正端连接负载负端，负端连接负载正端；
[0012]所述电阻RF10、RFl和RF93并联后一端连接放电MOS管QF3的栅极，另一端连接大地即地线；
[0013]所述二极管DF7正端连接外部充电设备，负端连接储能电容CF18。
[0014]进一步的，所述超级储能电容CF18为超级储能电容，外部充电设备通过二极管DF7向其充电，主要起到储能和快速放电的作用。
[0015]所述电阻RF6、RF7、CF26共同起到对外部放电控制信号进行整形的作用；
[0016]所述电阻RF8起到在不进行放电时对负载进行限流的作用；
[0017]所述电阻RF9、CF17、DF6共同防止负载正负极反接保护的作用；
[0018]所述电阻RF10、RFlU RF93起到放电电流脉冲整形的作用；
[0019]所述二极管DF7防止放电时放电电流脉冲回灌，从而保护外部充电设备，防止外部充电设备和放电保护电路之间相互干扰而无法正常工作；
[0020]所述电路由储能电容CF18使用了高低温性能稳定超级钽电容，储存外部充电设备产生的所需能量，电阻RF9、电容CF17和二极管DF6保护电路当负载反接时，一旦电路被启动工作，它们和电阻RF8共同限制了负载上电流并且通过二极管DF6消除掉加载在负载上的反接电压；电源输出脉冲信号最高电流达到250A，脉冲宽度受控于外部放电驱动信号宽度可调，极限宽度达到1ms。
[0021]有益效果:
[0022]1、本实用新型使用了超级储能器件，在高低温极端环境下仍能保证正常的能量电流输出，且输出具有保护措施。
[0023]2、本实用新型的电路使用最少的电子元件，简化了冗余电路，相比传统电源电路高度集成简化。
[0024]3、本实用新型电路上外部控制信号简化，只有放电驱动信号Pusle和外部充电接口，克服了传统电源接口繁多、信号控制繁琐、控制逻辑冗余的弊端。
[0025]4、本实用新型的电路未接收到放电信号时，此电路的功耗几乎可以忽略不计。
[0026]5、本实用新型的电路上使用超级钽电容储存充电能量，此电容高低温性能稳定，容值变化幅度小，相比于传统电源使用的电容容值高低温偏差差，在低温环境下电源功耗和输出能力受到影响严重甚至无法正常输出。
[0027]6、本实用新型重量轻，体积小巧，便于在其他激光系统上使用。
【附图说明】
[0028]图1为本实用新型的电路原理图；
【具体实施方式】
[0029]如附图1所示，本实用新型提供了一种激光电源放电保护电路，该电路受控于上位机控制系统，输出到激光发光二极管使用，该电路包括超级储能电容CF18、正极接口LOAD+、负极接口 LOAD-、充电接口 External charging equipment、脉冲输入口 Pusle、电阻RF6 ?RFl1、电容 CF26、CF27、二极管 DF6、DF7 和放电 MOS 管 QF3 ；
[0030]所述放电MOS管QF3为大电流高电压的N沟道MOS管，受控于外部产生的驱动信号经脉冲输入口 Pusle来控制负载放电电流和放电宽度；
[0031]电路连接关系为:RF6 —端连接脉冲输入口 Pusle，另一端连接RF7、CF26，并连接放电MOS管QF3的控制端；
[0032]所述电阻RF7和电容CF26并联后，一端连接电阻RF6对外部放电控制信号进行整形，另一端连接放电MOS管QF3的栅极；
[0033]电阻RF8 —端连接负载的负极接口 LOAD-，一端连接放电MOS管QF3的栅极；
[0034]所述电阻RF9、电容CF17和二极管DF6并联后一端连接负载的负极接口 LOAD-，另一端连接负载的正极接口 LOAD+，其中二极管DF6正端连接负载负端，负端连接负载正端；
[0035]所述电阻RF10、RFl和RF93并联后一端连接放电MOS管QF3的栅极，另一端连接大地即地线；
[0036]所述二极管DF7正端连接外部充电设备，负端连接储能电容CF18。
[0037]进一步的，所述超级储能电容CF18为超级储能电容，外部充电设备通过二极管DF7向其充电，主要起到储能和快速放电的作用。
[0038]所述电阻RF6、RF7、CF26共同起到对外部放电控制信号进行整形的作用；
[0039]所述电阻RF8起到在不进行放电时对负载进行限流的作用；
[0040]所述电阻RF9、CF17、DF6共同防止负载正负极反接保护的作用；
[0041]所述电阻RF10、RFlU RF93起到放电电流脉冲整形的作用；
[0042]所述二极管DF7防止放电时放电电流脉冲回灌，从而保护外部充电设备，防止外部充电设备和放电保护电路之间相互干扰而无法正常工作；
[0043]所述电路由储能电容CF18使用了高低温性能稳定超级钽电容，储存外部充电设备产生的所需能量，电阻RF9、电容CF17和二极管DF6保护电路当负载反接时，一旦电路被启动工作，它们和电阻RF8共同限制了负载上电流并且通过二极管DF6消除掉加载在负载上的反接电压；电源输出脉冲信号最高电流达到250A，脉冲宽度受控于外部放电驱动信号宽度可调，极限宽度达到1ms。
【主权项】
1.一种激光电源放电保护电路，该电路受控于上位机控制系统，输出到激光发光二极管使用，其特征在于，该电路包括超级储能电容CF18、四个机械接口、电阻RF6?RFl 1、电容CF26、CF27、二极管 DF6、DF7 和放电 MOS 管 QF3 ； 其中，所述的四个机械接口分别为正极接口 LOAD+、负极接口 LOAD-、充电接口External charging equipment和脉冲输入口 Pusle ;所述四个机械接口为硬连接，起到连接外部控制信号和充电设备和负载输出接口的作用； 所述放电MOS管QF3为大电流高电压的N沟道MOS管，受控于外部产生的驱动信号经脉冲输入口 Pusle来控制负载放电电流和放电宽度； 电路连接关系为:RF6 —端连接脉冲输入口 Pusle，另一端连接RF7、CF26，并连接放电MOS管QF3的控制端； 所述电阻RF7和电容CF26并联后，一端连接电阻RF6对外部放电控制信号进行整形，另一端连接放电MOS管QF3的栅极； 电阻RF8 —端连接负载的负极接口 LOAD-，一端连接放电MOS管QF3的栅极； 所述电阻RF9、电容CF17和二极管DF6并联后一端连接负载的负极接口 LOAD-，另一端连接负载的正极接口 LOAD+，其中二极管DF6正端连接负载负端，负端连接负载正端； 所述电阻RF10、RFl和RF93并联后一端连接放电MOS管QF3的栅极，另一端连接大地即地线； 所述二极管DF7正端连接外部充电设备，负端连接储能电容CF18。2.如权利要求1所述的激光电源放电保护电路，其特征在于，所述超级储能电容CF18为超级储能电容，外部充电设备通过二极管DF7向其充电。
【专利摘要】本实用新型涉及一种激光电源放电保护电路，具体涉及低功耗大功率输出的激光电源，属于光电技术领域。该电路包括超级储能电容CF18、机械接口(LOAD+、LOAD-、External？charging？equipment、Pusle)，电阻RF6～RF11、电容CF26、CF27，二极管DF6、DF7，放电MOS管QF3；利用外部充电设备和外部放电驱动信号输出脉冲信号，最高电流达到250A，脉冲宽度受控于外部放电驱动信号宽度可调。本实用新型使用了超级储能器件，在高低温极端环境下仍能保证正常的能量电流输出，且输出具有保护措施。本实用新型重量轻，体积小巧，外部接口少，控制简便，冗余适当，便于在其他激光系统上使用。
【IPC分类】H02M9/00, H02H9/00, H02H9/02
【公开号】CN204947584
【申请号】CN201520394472
【发明人】张小彬, 杜雪琴, 孙铁民
【申请人】大连淡宁实业发展有限公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年6月9日