一种太阳能板驱动半导体激光器的直流稳压电源、激光器、半导体激光器制造技术

本实用新型专利技术属于半导体激光器技术领域，公开了一种太阳能板驱动半导体激光器的直流稳压电源、激光器、半导体激光器，所述太阳能板驱动半导体激光器的直流稳压电源包括：单晶硅太阳能电池板，用于产生电能；充电控制器，用于保护蓄电池不被过充电、过放电、短路损坏；蓄电池，用于储存和释放单晶硅太阳能电池板产生的电能；DC‑DC稳压电路，用于将单晶硅太阳能电池板产生的不稳定直流电能转换为半导体激光器的稳定直流电能。本实用新型专利技术的太阳能电池板驱动的半导体激光直流稳压电源，克服了现有激光器在供电系统上单一依赖于交流电的限制，可以将激光器的应用扩展到太空及无市电的野外地区，保证了激光器在各种极端情况下的运转。

A DC stabilized power supply, laser and semiconductor laser driven by solar panels for semiconductor lasers

The utility model belongs to the field of semiconductor laser technology, and discloses a DC regulated power supply, a laser and a semiconductor laser for a solar panel driven semiconductor laser. The DC voltage regulator of the semiconductor laser driven by the solar panel includes a single crystal silicon solar power pool board, which is used for generating electric energy and charging control. The accumulator is used to protect the battery from overcharge, over discharge and short circuit damage; the battery is used to store and release the electric energy produced by the single crystal silicon solar panel, and the DC DC voltage regulator is used to convert the unstable DC power generated by the single crystal silicon solar panel to the stable DC power of the semi guide laser. The semiconductor laser DC stabilized voltage power supply driven by the solar panel of the utility model overcomes the limitation that the existing laser is solely dependent on the alternating current on the power supply system. It can extend the application of the laser to the field area of space and without city electricity, and ensure the operation of the laser in the extreme circumstances.

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能板驱动半导体激光器的直流稳压电源、激光器、半导体激光器
本技术属于半导体激光器
，主要涉及一种太阳能板驱动半导体激光器的直流稳压电源、激光器、半导体激光器。
技术介绍
近年来，光电子技术得到了飞速的发展，随之在航空航天、军事、工业、医疗、通信、科研、家电等生产生活的各个领域取得了广泛的应用，特别是光伏发电技术的不断进步，使光能转换为电能的效率不断提高，通过太阳能电池板为一般电子系统供电，成为了可能。而激光技术的全面发展，使得激光不再是物理实验室的专属，在军事、通信、外科手术、微加工、芯片制造、科研、教学等领域也取得了广泛的应用，在所有激光器当中，高可靠、高稳定的供电系统是保证激光器正常工作的基础。一般的半导体激光器都采用交流市电经交流到直流的转换，再进行恒流处理才能为激光器所用，由于需要交流市电，使得激光器的工作范围受到很大的限制，特别是在太空和户外，如戈壁滩、沙漠、高原、山区等一些环境恶劣且无人活动区域，不会有交流市电，激光器的供电将显得尤为困难，该电源可以突破对交流市电的依赖，扩大激光器的应用范围。随着太阳能光伏技术的广泛应用，太阳能作为一种安全、无污染、零废气排放且可持续发展的新能源越来越受到社会的重视并逐步进入实际应用。综上所述，现有技术存在的问题是：目前的半导体激光器采用交流市电供电，由于交流市电需要高压输配电系统来提供，在高原、山区、戈壁等无人活动区，没有交流市电系统，无法为半导体激光器提供交流市电，使半导体激光器的应用受到环境的限制。现有技术层面是可以解决利用太阳能给半导体激光器供电的问题，但目前还未有看到相关文献的报道。专利
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本技术提供了一种太阳能板驱动半导体激光器的直流稳压电源、激光器、半导体激光器。本技术是这样实现的，一种太阳能板驱动半导体激光器的直流稳压电源、激光器、半导体激光器，所述太阳能板驱动半导体激光器的直流稳压电源包括：单晶硅太阳能电池板，用于产生电能；充电控制器，用于保护蓄电池不被过充电、过放电、短路损坏；蓄电池，用于储存和释放单晶硅太阳能电池板产生的电能；DC-DC稳压电路，用于将单晶硅太阳能电池板产生的不稳定直流电能转换为半导体激光器的稳定直流电能。其中单晶硅太阳能电池板、充电控制器、蓄电池、DC-DC稳压电路之间由1.5mm2的铜导线连接。进一步，所述充电控制器的电路包括：充电控制电路、输入保护电路、输出保护电路、LED指示电路、工作模式设置与指示电路。充电控制电路由单片微型计算机和蓄电池充电监测与控制电路组成，输入保护电路和输出保护电路由稳压二极管、肖特基整流二极管和瞬态电压抑制器组成，LED指示电路由3盏LED灯和限流电阻组成，工作模式指示电路由一个微动开关和2位LED数码管组成，整个电路设计在一张印刷电路板上，通过印刷电路板上面的铜导线完成各电子元件之间的连接；通过给单片微型计算机编写程序，完成对蓄电池电量的采集与充电控制，并通过控制LED灯的亮灭和闪烁频率来指示光电充电状态、蓄电池状态和负载状态；工作模式可通过按压微动开关来修改单片微型计算机内部参数进行设置，并由2位LED数码管显示数字或字符来指示。进一步，所述DC-DC稳压电路的同步整流电路包括：输入保护电路、输出保护电路、输出电压和电流调节电路、NTC超温检测与散热电路。输入保护电路和输出保护电路由稳压二极管、肖特基整流二极管、瞬态电压抑制器组成，输出电压和电流调节电路以同步整流电路拓扑结构为基础，在相位控制芯片的调节下，使输出整流场效应管的开通、截止与开关变换场效应管的开通、截止同步，完成同步整流，并通过输出电压调节电位器、输出电流调节电位器和输出电流检测电阻来调节相位控制芯片输出的PWM波形，以控制开关变换场效应管的开通与截止，完成输出电压和电流调节；NTC超温检测与散热电路由高温胶粘贴在开关变换场效应管和输出整流场效应管的散热片上，当散热片温度升高时，自动控制电路控制风扇提高转速以充分散热；整个电路设计在一张印刷电路板上，通过印刷电路板上面的铜导线完成各电子元件之间的连接。本技术的另一目的在于提供一种安装有所述太阳能板驱动半导体激光器的直流稳压电源的激光器，所述单晶硅太阳能电池板与卤钨灯阵列和风扇通过导线连接。卤钨灯阵列，用于代替太阳光照射单晶硅太阳能电池板；风扇，用于保护单晶硅太阳能电池板不会过热损坏。进一步，所述卤钨灯阵列由9只交流220V/75W的卤钨灯组成3行3列的阵列。本技术的另一目的在于提供一种连接所述太阳能板驱动半导体激光器的直流稳压电源的半导体激光器，所述单晶硅太阳能电池板可以由卤钨灯阵列和散热风扇来提供光源。本技术的优点及积极效果为：采用单晶硅太阳能电池板为电能来源，并经过电能储存和稳压电路进行电能变换为激光器供电，使激光器可以在没有交流市电的环境中，利用太阳能来工作，从而有效解决了激光器应用的地域限制。本技术公开了用于利用太阳能电池板为半导体激光器供电的解决方法，并且激光器既可以直接通过太阳光照射太阳能电池板供电，也可在光照不足的实验室中通过卤钨灯阵列代替太阳光照射太阳能电池板供电，满足了室内光伏发电研究的需求，满足太阳光伏激光器实验的室内要求；太阳能电池板驱动的半导体激光直流稳压电源，克服了现有激光器在供电系统上单一依赖于交流电的限制，可以将激光器的应用扩展到太空及无市电的野外地区，保证了激光器在各种极端情况下的运转。附图说明图1是本技术实施例提供的太阳能板驱动半导体激光器的直流稳压电源结构示意图；图2是本技术实施例提供的充电控制电路结构示意图；图3是本技术实施例提供的卤钨灯阵列代替太阳光照射太阳能电池板驱动半导体激光器电路系统示意图；图4是本技术实施例提供的DC-DC稳压电路结构示意图；图中：1、单晶硅太阳能电池板；2、充电控制器；3、蓄电池；4、DC-DC稳压电路；5、半导体激光器；6、卤钨灯阵列；7、风扇。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。下面结合附图对本技术的应用原理作详细的描述。如图1所示，本技术实施例提供的太阳能板驱动半导体激光器的直流稳压电源包括：单晶硅太阳能电池板1、充电控制器2、蓄电池3、DC—DC稳压电路4、半导体激光器5。单晶硅太阳能电池板1，用于产生电能。充电控制器2，用于保护蓄电池不被过充电、过放电、短路损坏，延长蓄电池使用寿命。蓄电池3，用于储存和释放单晶硅太阳能电池板1产生的电能。DC-DC稳压电路4，用于将单晶硅太阳能电池板1产生的不稳定直流电能转换为半导体激光器5(全固态Nd：YAG激光器)所需的稳定直流电能，且具有过流、过压、欠压、短路保护。如图2所示，充电控制器2的电路包括：充电控制电路、输入保护电路、输出保护电路、LED指示电路、工作模式指示电路。如图4所示，DC-DC稳压电路4的同步整流电路包括：输入保护电路、输出保护电路、输出电压和电流调节电路、NTX超温检测电路。在本技术的实施例中：单晶硅太阳能电池板1为50W/18V输的单晶硅太阳能电池板，尺寸530*350本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能板驱动半导体激光器的直流稳压电源，其特征在于，所述太阳能板驱动半导体激光器的直流稳压电源包括：单晶硅太阳能电池板，用于产生电能；充电控制器，用于保护蓄电池不被过充电、过放电、短路损坏；蓄电池，用于储存和释放单晶硅太阳能电池板产生的电能；DC‑DC稳压电路，用于将单晶硅太阳能电池板产生的不稳定直流电能转换为半导体激光器的稳定直流电能；单晶硅太阳能电池板、充电控制器、蓄电池、DC‑DC稳压电路之间由导线连接；所述充电控制器的电路包括：充电控制电路、输入保护电路、输出保护电路、LED指示电路、工作模式设置与指示电路；充电控制电路由单片微型计算机和蓄电池充电监测与控制电路组成，输入保护电路和输出保护电路由稳压二极管、肖特基整流二极管和瞬态电压抑制器组成，LED指示电路由3盏LED灯和限流电阻组成，工作模式指示电路由一个微动开关和2位LED数码管组成，整个电路设计在一张印刷电路板上，通过印刷电路板上面的铜导线完成各电子元件之间的连接；所述DC‑DC稳压电路的同步整流电路包括：输入保护电路、输出保护电路、输出电压和电流调节电路、NTC超温检测与散热电路；输入保护电路和输出保护电路,由稳压二极管、肖特基整流二极管、瞬态电压抑制器组成；输出电压和电流调节电路,以同步整流电路拓扑结构为基础，在相位控制芯片的调节下，使输出整流场效应管的开通、截止与开关变换场效应管的开通、截止同步，完成同步整流，并通过输出电压调节电位器、输出电流调节电位器和输出电流检测电阻来调节相位控制芯片输出的PWM波形，以控制开关变换场效应管的开通与截止，完成输出电压和电流调节；NTC超温检测与散热电路,由高温胶粘贴在开关变换场效应管和输出整流场效应管的散热片上；整个电路设计在一张印刷电路板上，通过印刷电路板上面的铜导线完成各电子元件之间的连接。...

【技术特征摘要】
1.一种太阳能板驱动半导体激光器的直流稳压电源，其特征在于，所述太阳能板驱动半导体激光器的直流稳压电源包括：单晶硅太阳能电池板，用于产生电能；充电控制器，用于保护蓄电池不被过充电、过放电、短路损坏；蓄电池，用于储存和释放单晶硅太阳能电池板产生的电能；DC-DC稳压电路，用于将单晶硅太阳能电池板产生的不稳定直流电能转换为半导体激光器的稳定直流电能；单晶硅太阳能电池板、充电控制器、蓄电池、DC-DC稳压电路之间由导线连接；所述充电控制器的电路包括：充电控制电路、输入保护电路、输出保护电路、LED指示电路、工作模式设置与指示电路；充电控制电路由单片微型计算机和蓄电池充电监测与控制电路组成，输入保护电路和输出保护电路由稳压二极管、肖特基整流二极管和瞬态电压抑制器组成，LED指示电路由3盏LED灯和限流电阻组成，工作模式指示电路由一个微动开关和2位LED数码管组成，整个电路设计在一张印刷电路板上，通过印刷电路板上面的铜导线完成各电子元件之间的连接；所述DC-DC稳压电路的同步整流电路包括：输入保护电路、输出保护电路、输出电压和电流调节电路、NTC超温检测与散...

【专利技术属性】
技术研发人员：董忠，令维军，辛建元，夏涛，刘勍，路飞平，赵小龙，李可，
申请(专利权)人：天水师范学院，
类型：新型
国别省市：甘肃,62