一种激光器的功率驱动器电路和激光器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种激光器的功率驱动器电路和激光器。在功率驱动器电路中，第一功率单元的功率支路和第二功率单元的功率支路并联至电路外部的工作模块，第一电流检测单元、第一比较单元、第一控制单元和第一功率单元形成第一路电流负反馈控制回路，第二电流检测单元、第二比较单元、第二控制单元和第二功率单元形成第二路电流负反馈控制回路，实现对流经第一功率单元的第一路电流和流经第二功率单元的第二路电流的控制，从而控制流经工作模块的总电流，且使第一路电流和第二路电流的电流大小尽可能保持一致。该功率驱动器电路可稳定、准确、迅速地控制流经工作模块的总电流，且功率消耗低，使用寿命长。使用寿命长。使用寿命长。

【技术实现步骤摘要】
一种激光器的功率驱动器电路和激光器


[0001]本技术属于激光器控制
，特别涉及一种激光器的功率驱动器电路和激光器。

技术介绍

[0002]在工业控制系统中，功率驱动器大致分为两类：一类是线性驱动器，另一类是脉宽调制式开关驱动器。线性驱动器相比于脉宽调制式开关驱动器，具有驱动平滑、纹波小、无电磁开关噪音、不需要附加平滑滤波电感、高带宽等优点。因此，激光器泵源的功率驱动器通常为线性驱动器。
[0003]激光器泵源输出功率的稳定性直接决定了激光器最终激光输出功率的稳定性，由于激光器泵源输出功率和流经激光器泵源的电流平方成正比，因此要求流经激光器泵源的电流流动平稳、纹波小，且连续可调。虽然线性驱动器具有电流流动平滑、纹波小、带宽高等优点，但是存在器件本身功耗大的问题，容易导致温度高，需要额外的冷却系统进行降温冷却。通常，功率器件的功耗由两部分组成：(1)大部分功耗损耗在器件的导通电阻上，该部分功耗和电流的平方成正比；(2)在器件开关时产生的开关损耗，由功率器件耦合分散电容或者开关信号延迟引起。
[0004]在连续光纤激光器中，激光器主要处于连续的工作状态，因此，器件的导通电阻的功耗是激光器功率器件的主要功耗。随着激光器输出功率的日益增加，就需要为激光器提供相应大小的电流，然而随着流经电流的增大，激光器功率驱动器件的功耗随之增加，就需要增加冷却系统的容量，并且还需要增加半导体功率驱动器件额定功率，极大提高了激光器的成本。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本技术公开了一种激光器的功率驱动器电路和激光器，以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。
[0006]为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：
[0007]本申请一方面公开一种激光器的功率驱动器电路，所述功率驱动器电路包括控制单元以及功率单元；所述功率驱动器电路还包括第一比较单元、第二比较单元、第一电流检测单元和第二电流检测单元；
[0008]所述控制单元包括第一控制单元和第二控制单元，所述功率单元包括第一功率单元和第二功率单元；所述第一功率单元的功率支路和所述第二功率单元的功率支路分别与所述第一电流检测单元和所述第二电流检测单元串联后并联连接至电路外部的工作模块，所述第一控制单元和所述第二控制单元分别与所述第一功率单元和所述第二功率单元连接；
[0009]所述第一控制单元用于控制流经所述第一功率单元的第一路电流，所述第二控制单元用于控制流经所述第二功率单元的第二路电流，从而控制流经所述工作模块的总电
流；
[0010]所述第一比较单元与所述第一控制单元连接，用于比较所述第一电流检测单元检测到的电流与设定电流的偏差，并把比较结果发送给所述第一控制单元；所述第二比较单元与所述第二控制单元连接，用于比较所述第二电流检测单元检测到的电流与设定电流的偏差，并把比较结果发送给所述第二控制单元；所述第一控制单元根据所述第一比较单元的比较结果控制流经所述第一功率单元的第一路电流，所述第二控制单元根据所述第二比较单元的比较结果控制流经所述第二功率单元的第二路电流，使所述第一路电流和所述第二路电流的电流大小一致。
[0011]进一步地，所述第一功率单元包括电阻R3和MOS管Q1，所述第二功率单元包括电阻R7和MOS管Q2；
[0012]所述MOS管Q1的漏极和所述MOS管Q2的漏极与所述工作模块连接，所述MOS管Q1的源极与所述MOS管Q2的源极分别连接所述第一电流检测单元和所述第二电流检测单元；所述第一控制单元通过所述电阻R3连接所述MOS管Q1的门极，所述第二控制单元通过所述电阻R7连接所述MOS管Q2的门极。
[0013]进一步地，所述第一功率单元还包括电阻R4；所述第二功率单元还包括电阻R8；
[0014]所述MOS管Q1的门极和所述MOS管Q2的门极分别通过所述电阻R4和所述电阻R8接地；
[0015]所述电阻R4和所述电阻R8的阻值不小于第一预设阻值，使所述MOS管Q1和所述MOS管Q2的瞬态驱动电流不小于预设电流。
[0016]进一步地，当所述电阻R3和所述电阻R7的阻值均为2Ω时，所述第一预设阻值为2KΩ。
[0017]进一步地，所述第一控制单元包括运放U1、电阻R1、电阻R2、电阻R5、电阻R6、电容C1和电容C2；所述第二控制单元包括运放U2、电阻R9、电阻R
10
、电阻R
11
、电阻R
12
、电容C3和电容C4；
[0018]所述运放U1的同相输入端依次通过所述电阻R5、所述电阻R1、所述电容C1和所述电阻R2连接所述MOS管Q1的源极，所述电容C2并联在所述电阻R2两端，所述运放U1的反相输入端通过所述电阻R6接地，所述运放U1的输出端通过所述电阻R3连接至所述MOS管Q1的门极；
[0019]所述运放U2的同相输入端依次通过所述电阻R
11
、所述电阻R9、所述电容C3和所述电阻R
10
连接所述MOS管Q2的源极，所述电容C4并联在所述电阻R
10
两端，所述运放U2的反相输入端通过所述电阻R
12
接地，所述运放U2的输出端通过所述电阻R7连接至所述MOS管Q2的门极。
[0020]进一步地，所述第一比较单元包括运放U3，所述第二比较单元包括运放U4；
[0021]所述运放U3的同相输入端连接所述设定电流，所述运放U3的反相输入端连接在所述电阻R2和所述电容C1之间，所述运放U3的输出端连接在所述电阻R1和所述电阻R5之间；所述运放U4的同相输入端连接所述设定电流，所述运放U4的反相输入端连接在所述电阻R
10
和所述电容C3之间，所述运放U4的输出端连接在所述电阻R9和所述电阻R
11
之间。
[0022]进一步地，所述第一电流检测单元包括第一电流采样电阻，所述第一电流采样电阻的一端与所述MOS管Q1的源极连接，所述第一电流采样电阻的另一端接地；
[0023]第二电流检测单元包括第二电流采样电阻，所述第二电流采样电阻的一端与所述MOS管的Q2源极连接，所述第二电流采样电阻的另一端接地。
[0024]本申请另一方面公开一种激光器，所述激光器中设置有作为工作模块的单个激光二极管或多个串联的激光二极管，以及上述任一项所述的功率驱动器电路，所述第一功率单元的功率支路和所述第二功率单元的功率支路并联连接至所述激光二极管。
[0025]本技术的优点及有益效果是：
[0026]本申请的功率驱动器电路中，通过把两个功率单元并联设置，减小了功率驱动器的功率消耗，无需增加冷却系统的容量；另外，功率驱动器电路通过第一控制单元和第二控制单元分别控制流经第一功率单元的第一路电流和流经第二功率单元的第二路电流，进而实现稳定地、准确地、迅速地控制流经工作模块的总电流；并且通过第一比较单元比较第一电流检测单元检测到的电流与设定电流的偏差本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光器的功率驱动器电路，所述功率驱动器电路包括控制单元以及功率单元；其特征在于，所述功率驱动器电路还包括第一比较单元、第二比较单元、第一电流检测单元和第二电流检测单元；所述控制单元包括第一控制单元和第二控制单元，所述功率单元包括第一功率单元和第二功率单元；所述第一功率单元的功率支路和所述第二功率单元的功率支路分别与所述第一电流检测单元和所述第二电流检测单元串联后并联连接至电路外部的工作模块，所述第一控制单元和所述第二控制单元分别与所述第一功率单元和所述第二功率单元连接；所述第一控制单元用于控制流经所述第一功率单元的第一路电流，所述第二控制单元用于控制流经所述第二功率单元的第二路电流，从而控制流经所述工作模块的总电流；所述第一比较单元与所述第一控制单元连接，用于比较所述第一电流检测单元检测到的电流与设定电流的偏差，并把比较结果发送给所述第一控制单元；所述第二比较单元与所述第二控制单元连接，用于比较所述第二电流检测单元检测到的电流与设定电流的偏差，并把比较结果发送给所述第二控制单元；所述第一控制单元根据所述第一比较单元的比较结果控制流经所述第一功率单元的第一路电流，所述第二控制单元根据所述第二比较单元的比较结果控制流经所述第二功率单元的第二路电流，使所述第一路电流和所述第二路电流的电流大小一致。2.根据权利要求1所述的功率驱动器电路，其特征在于，所述第一功率单元包括电阻R3和MOS管Q1，所述第二功率单元包括电阻R7和MOS管Q2；所述MOS管Q1的漏极和所述MOS管Q2的漏极与所述工作模块连接，所述MOS管Q1的源极与所述MOS管Q2的源极分别连接所述第一电流检测单元和所述第二电流检测单元；所述第一控制单元通过所述电阻R3连接所述MOS管Q1的门极，所述第二控制单元通过所述电阻R7连接所述MOS管Q2的门极。3.根据权利要求2所述的功率驱动器电路，其特征在于，所述第一功率单元还包括电阻R4；所述第二功率单元还包括电阻R8；所述MOS管Q1的门极和所述MOS管Q2的门极分别通过所述电阻R4和所述电阻R8接地；所述电阻R4和所述电阻R8的阻值不小于第一预设阻值，使所述MOS管Q1和所述MOS管Q2的瞬态驱动电流不小于预设电流。4.根据权利要求3所述的功率驱动器电路，其特征在于，当所述电阻R3和所述电阻R7的阻值均为2Ω时，所述第一预设阻值为2KΩ。5.根据权利要求2所述的功率驱动器电路，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹柏林，杨宣，
申请(专利权)人：天津凯普林光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：