可调频调占空比开关电路及方法、加工系统与流程

本说明书实施例涉及开关驱动，尤其涉及一种可调频调占空比开关电路及方法、加工系统。

背景技术：

1、开关电路是加工系统中必不可少的核心组件之一，通过为加工设备提供驱动信号，能够控制加工设备的加工处理过程。例如，在加热领域，通过调节输出至半导体激光器、发光二极管等负载的驱动信号的参数，能够控制导体激光器、发光二极管的发光参数。

2、目前，将半导体激光器应用至激光加热领域时，无法实现对激光器发光参数的精确控制，进而无法满足激光加热和激光焊接的应用场景需求。

3、在此背景下，如何提供技术方案，以实现对激光器发光参数的精确控制，成为了本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本说明书实施例提供一种可调频调占空比开关电路及方法、加工系统，能够实现对激光器发光参数的精确控制。

2、第一方面，本说明书实施例提供一种可调频调占空比开关电路，所述可调频调占空比开关电路与激光器模组耦接，所述激光器模组包括多个激光器，所述可调频调占空比开关电路包括：存储单元、控制单元、锁相单元和选通单元，所述锁相单元内置有寄存器，其中：

3、所述存储单元，适于存储预设的配置文件，所述配置文件包括具有与目标时钟信号相对应的映射数据；

4、所述控制单元，适于响应于输入的调控信号，从所述存储单元中获取与所述调控信号相对应的映射数据，并生成驱动控制信号，以及将所述映射数据传输至所述锁相单元；

5、所述锁相单元，适于根据所述映射数据，刷新所述寄存器中的初始时钟信号参数值，得到刷新后的时钟信号参数值，以及根据所述时钟信号参数值，调节参考时钟信号的占空比和频率，生成目标时钟信号；以及根据所述驱动控制信号，生成至少一个选通信号；

6、所述选通单元，适于响应于所述至少一个选通信号，在被选通时，将所述目标时钟信号输出至相应的激光器，以使相应的激光器发光。

7、在上述实施例中，由于时钟信号参数值是根据预设的配置文件获取的，因此在所述目标时钟信号的作用下，能够使得各激光器按照所述目标时钟信号对应的占空比和频率进行发光，实现对激光器发光参数的精确控制。

8、可选地，所述锁相单元根据所述时钟信号参数值，调节参考时钟信号的占空比和频率，生成目标时钟信号，包括以下至少一种：

9、所述锁相单元根据所述时钟信号参数值，在固定所述参考时钟信号的占空比时，采用预设的第一步进调节方式，调节所述参考时钟信号的频率，生成所述目标时钟信号；

10、所述锁相单元根据所述时钟信号参数值，在固定所述参考时钟信号的频率时，采用预设的第二步进调节方式，调节所述参考时钟信号的占空比，生成所述目标时钟信号。

11、在上述实施例中，锁相单元可以以时钟信号参数值为基准，通过调节参考时钟信号的占空比或频率，能够为各激光器提供适宜的目标时钟信号。

12、可选地，所述锁相单元包括：寄存器、时钟信号生成模块、信号处理模块、数据刷新模块、锁相模块和开关模块，其中：

13、所述寄存器，适于存储初始时钟信号参数值；

14、所述时钟信号生成模块，与所述锁相模块耦接，适于生成所述参考时钟信号，并输出至所述锁相模块；

15、信号处理模块，分别与所述开关模块、所述控制单元和所述数据刷新模块耦接，适于根据所述映射数据，生成与所述映射数据相对应的数据刷新信号；以及适于根据所述驱动控制信号，生成至少一个选通信号；

16、数据刷新模块，分别与所述寄存器和所述锁相模块耦接，适于响应于所述数据刷新信号，刷新从所述寄存器中获取的初始时钟信号参数值，并将得到的时钟信号参数值输出至所述锁相模块；

17、所述锁相模块，与所述开关模块耦接，适于根据所述时钟信号参数值，生成初始时钟信号，并根据所述初始时钟信号调节所述参考时钟信号的占空比和频率，以得到所述目标时钟信号；

18、所述开关模块，适于根据所述至少一个选通信号，选通所述锁相模块与所述选通单元间的通路，以将所述目标时钟信号和所述至少一个选通信号输出至所述选通单元。

19、在上述实施例中，在寄存器、时钟信号生成模块、信号处理模块、数据刷新模块、锁相模块和开关模块的协同配合下，能够使得输出至各激光器的目标时钟信号具有设定的频率和占空比，使得激光器能够发出满足加工所需要的光源。

20、可选地，所述锁相模块包括多个锁相环，所述寄存器包括多个子寄存器，所述数据刷新模块包括多个数据刷新器，且子寄存器、锁相环和数据刷新器一一对应耦接，其中各子寄存器中的初始时钟信号参数值不同。

21、在上述实施例中，由于子寄存器、锁相环和数据刷新器一一对应耦接，且各子寄存器中的初始时钟信号参数值不同，因此可以根据实际需求，选择相应的子寄存器，以为激光器提供具有不同占空比和频率的目标时钟信号。

22、可选地，所述锁相单元还包括：数据选择器，分别与各数据刷新器和各锁相环耦接，适于根据所述驱动控制信号的控制，将所述数据刷新器刷新得到的时钟信号参数值输出至相应的锁相环。

23、在上述实施例中，可以通过数据刷新器对所述寄存器中的时钟信号值进行刷新，以得到具有相应输出频率的时钟信号，并且响应于驱动控制信号的控制，数据选择器可以将刷新得到的时钟信号参数值输出至相应的锁相环，从而可以为激光器提供具有不同和频率的目标时钟信号。

24、可选地，所述锁相单元还包括：滤波模块，耦接于所述锁相模块和所述开关模块之间，适于滤除所述目标时钟信号中的噪声。

25、在上述实施例中，通过所述滤波模块，能够滤除所述目标时钟信号中的噪声，提高得到的目标时钟信号的精度，进一步提升对激光器发光参数的精确控制。

26、可选地，所述锁相单元还包括：放大模块，耦接于所述开关模块和所述选通单元之间，适于放大所述目标时钟信号的强度。

27、在上述实施例中，由于所述放大模块可以放大所述目标时钟信号的强度，因此能够确保各激光器能够发光，并且所述放大模块可以锁定所述目标时钟信号的频率和占空比，能够进一步提升对激光器发光参数的精确控制。

28、可选地，所述锁相单元还包括：缓冲模块，设置于所述开关模块和所述放大模块之间。

29、在上述实施例中，通过所述缓冲模块，能够降低开关模块输出的目标时钟信号中的纹波，为放大模块提供稳定的输入。

30、可选地，所述可调频调占空比开关电路还包括：监控单元，与所述控制单元和所述锁相单元耦接，适于获取所述目标时钟信号，并将所述目标时钟信号输出至所述控制单元；

31、所述控制单元，还适于在确定所述目标时钟信号的占空比和/或频率与设定的目标时钟信号的占空比和/或频率不一致时，根据所述目标时钟信号，更新所述寄存器中的初始时钟信号参数值。

32、在上述实施例中，通过监控单元和控制单元，可以在确定所述目标时钟信号的占空比和/或频率与设定的目标时钟信号的占空比和/或频率不一致时，根据所述目标时钟信号，更新所述寄存器中的初始时钟信号参数值，以确保输出至各激光器的目标时钟信号的精度。

33、可选地，所述至少一个选通信号为多个选通信号；

34、所述选通单元包括多个选通模块，且一个选通模块对应一个激光器和一个选通信号，其中，所述选通模块设置于对应的激光器和所述锁相单元之间；所述选通模块适于响应于所述选通信号，在被选通时，导通与其耦接的激光器和所述锁相单元间的通路。

35、在上述实施例中，由于选通模块、激光器和选通信号为一一对应关系，因此在所述选通模块响应于所述选通信号，在被选通时，能够导通与其耦接的激光器和所述锁相单元间的通路，使得其中至少一个激光器按照与目标时钟信号相对应的发光参数进行发光，能够提高控制精度。

36、可选地，所述选通模块包括晶体管，所述晶体管的栅极与所述锁相单元耦接，所述晶体管的漏极、源极与所述激光器耦接。

37、在上述实施例中，通过所述晶体管，能够实现相应激光器的发光过程，实现方式简单，且能够简化电路结构。

38、可选地，所述可调频调占空比开关电路还包括：调控单元，与所述控制单元耦接，适于基于配置数据，对所述配置文件进行配置。

39、在上述实施例中，通过对配置文件进行配置，能够确定激光器的发光参数，从而可以适配不同的激光加工场景，提高可调频调占空比开关电路的普适性。

40、第二方面，本说明书实施例还提供一种加工系统，包括：

41、激光器模组，适于提供加工光源，所述激光器模组包括多个激光器；

42、前述任一实施例所述的可调频调占空比开关电路，与所述激光器模组耦接，适于为各激光器提供目标时钟信号，以驱动各激光器发光。

43、在上述实施例中，通过在加工系统中使用可调频调占空比开关电路，能够实现对激光器发光参数的精确控制，从而满足加工制造要求。

44、可选地，所述激光器模组包括多个激光器组，各激光器组包括多个激光器，所述多个激光器的阳极耦接到所述可调频调占空比开关电路，所述多个激光器的阴极接地；其中，多个激光器组和多个激光器组的乘积为所述激光器模组中激光器的总数量；

45、和/或

46、所述激光器模组包括多个激光器组，各激光器组包括多个激光器，所述多个激光器的阴极耦接到所述可调频调占空比开关电路，所述多个激光器的阳极接地；其中，多个激光器组和多个激光器组的乘积为所述激光器模组中激光器的总数量。

47、第三方面，本说明书实施例还提供一种激光器驱动控制方法，用于调节激光器模组中相应激光器的发光参数，其中，所述激光器模组包括多个激光器，所述可调频调占空比开关方法包括：

48、响应于输入的调控信号，从预设的配置文件获取与所述调控信号相对应的映射数据，并生成与所述调控信号相对应的驱动控制信号，其中，所述配置文件包括具有与目标时钟信号相对应的映射数据；

49、根据所述映射数据，刷新初始时钟信号参数值，得到刷新后的时钟信号参数值；

50、根据所述时钟信号参数值，调节参考时钟信号的占空比和频率，生成目标时钟信号；

51、根据所述驱动控制信号，生成至少一个选通信号，所述选通信号用于将所述目标时钟信号输出至相应的激光器，以使相应的激光器发光。

52、在上述实施例中，由于时钟信号参数值是根据预设的配置文件获取的，因此在所述目标时钟信号的作用下，能够使得各激光器按照所述目标时钟信号对应的占空比和频率进行发光，实现对激光器发光参数的精确控制。