一种激光器驱动电源的控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种激光器驱动电源的控制系统及方法，其中，所述系统包括数字控制模块和模拟控制模块；所述数字控制模块用于实时获取所述激光器驱动电源的输出电流值，将所述输出电流值与电流给定值进行比对，通过PID控制器结合比对差值进行占空比输出调制，所述调制后的占空比依次经光电隔离器和低通滤波器后输入至所述模拟控制模块；所述模拟控制模块用于根据所述调制后的占空比对所述激光器驱动电源的输出电流进行偏差矫正，结合了数字控制和模拟控制各自的优点，在提高了控制精度和响应时间的同时，还不受温度湿度等环境因素的影响，实现了高精度快响应抗干扰性强的激光器驱动电源输出。动电源输出。动电源输出。

【技术实现步骤摘要】
一种激光器驱动电源的控制系统及方法


[0001]本专利技术属于驱动电源
，具体涉及一种激光器驱动电源的控制系统及方法。

技术介绍

[0002]半导体激光器以其超小型、高效率、结构简单、价格便宜等优点，获得越来越广泛的应用，半导体激光器的激励方法通常采用电流注入形式，通过改变半导体激光器的注入电流大小即可控制激光器的出光功率，而采用恒流源驱动则是最常用的方法。
[0003]现有技术中激光器驱动电源一般采用纯数字控制或者纯模拟控制，纯数字控制具有较好的抗干扰性、灵活性、兼容性等优点，但也存在控制环路带宽受控制频率限制，动态响应慢等缺点，纯模拟控制有较好的控制响应速度、控制精度等优点，但是受环境影响较大，当温度、湿度等环节因素引起负载或者硬件给定值变化时，模拟控制输出不准确，导致激光器出光功率出现偏差。因此如何避免纯数字控制或者纯模拟控制存在的缺陷，是一个亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种激光器驱动电源的控制系统及方法，用以解决如何避免纯数字控制或者纯模拟控制存在缺陷的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种激光器驱动电源的控制系统，包括数字控制模块和模拟控制模块；
[0006]所述数字控制模块用于实时获取所述激光器驱动电源的输出电流值，将所述输出电流值与电流给定值进行比对，通过PID控制器结合比对差值进行占空比输出调制，所述调制后的占空比依次经光电隔离器和低通滤波器后输入至所述模拟控制模块；
[0007]所述模拟控制模块用于根据所述调制后的占空比对所述激光器驱动电源的输出电流进行偏差矫正。
[0008]进一步地，还包括设置在所述数字控制模块和所述光电隔离器之间的光电隔离器补偿反馈电路；
[0009]所述光电隔离器为双接收源光电隔离器，所述双接收源光电隔离器包括发光部分、第一次边接收部分和第二次边接收部分，所述第二次边接收部分用于接入所述光电隔离器补偿反馈电路，通过折算所述第二次边接收部分电流值，结合所述第二次边接收部分给定电流值，对所述数字控制模块的占空比输出进行补偿矫正。
[0010]进一步地，还包括模拟控制补偿模块；
[0011]所述模拟控制补偿模块用于在一个时间周期内获取所述激光器驱动电源的若干个输入电压，通过所述数字控制模块将所述若干个输入电压值与上一个时间周期内获取的所述若干个输入电压值进行作差，当差值超过阈值时通过比例运算得到需要补偿的占空比数值；
[0012]设置电流给定后馈比例系数N，所述模拟控制模块根据所述需要补偿的占空比数值通过调整所述N的数值对所述激光器驱动电源的输出电流进行补偿矫正。
[0013]进一步地，所述将所述输出电流值与电流给定值进行比对，通过PID控制器结合比对值进行占空比输出调制，包括：
[0014]当温度升高时，所述光电隔离器的电流增大，经所述低通滤波器滤波后输入至所述模拟控制模块的模拟给定量增大，所述激光器驱动电源的输出电流值较电流给定值增大，通过所述PID控制器减少所述占空比输出；
[0015]当温度降低时，所述光电隔离器的电流减小，经所述低通滤波器滤波后输入值所述模拟控制模块的模拟给定量减小，所述激光器驱动电源的输出电流值较电流给定值减小，通过所述PID控制器增大所述占空比输出。
[0016]进一步地，所述将所述输出电流与电流给定值进行比对，通过PID控制器结合比对值进行占空比输出调制之后，还包括：
[0017]设置电流给定前馈比例系数M，通过调整所述M的数值叠加所述PID控制器进行占空比输出。
[0018]进一步地，所述光电隔离器补偿反馈电路包括第一分压电阻、第二分压电阻、滤波电容；
[0019]所述滤波电容、所述第一分压电阻与所述第二次边接收部分并联，所述第二分压电阻与所述第一分压电阻串联后接入电源电压，实时获取所述滤波电容的电压值，将所述电压值传输至所述数字控制模块。
[0020]进一步地，还包括：
[0021]折算所述第二次边接收部分电流值If，结合所述第二次边接收部分给定电流值，通过所述第二次边接收部分电流值If与所述二次边接收部分给定电流值的差值对所述数字控制模块的输出占空比进行补偿矫正；
[0022][0023]其中，VR1为滤波电容的实时电压值，R1为第一分压电阻，R2为第二分压电阻，VCC为电源电压。
[0024]本专利技术还提供了一种激光器驱动电源的控制方法，包括以下步骤：
[0025]实时获取激光器驱动电源的输出电流值；
[0026]将所述输出电流值与电流给定值进行比对，通过PID控制器结合比对差值进行占空比输出调制；
[0027]根据调制后的占空比对所述激光器驱动电源的输出电流进行偏差矫正。
[0028]进一步地，还包括：
[0029]对光电隔离器进行光电隔离器补偿，所述光电隔离器为双接收源光电隔离器，所述双接收源光电隔离器包括发光部分、第一次边接收部分和第二次边接收部分，将所述第二次边接收部分接入光电隔离器补偿反馈电路；
[0030]折算所述第二次边接收部分电流值，结合所述第二次边接收部分给定电流值，对所述数字控制模块的占空比输出进行补偿矫正。
[0031]进一步地，还包括：
[0032]获取一个时间周期内所述激光器驱动电源的若干个输入电压；
[0033]将所述若干个输入电压值与上一个时间周期内获取的所述若干个输入电压值进行作差，当差值超过阈值时通过比例运算得到需要补偿的占空比数值；
[0034]根据所述需要补偿的占空比数值对所述激光器驱动电源的输出电流进行补偿矫正。
[0035]与现有技术相比，本专利技术提供的一种激光器驱动电源的控制系统及方法，结合了数字控制和模拟控制各自的优点，有效避免了因光电隔离器温度导致激光器出光偏差，因蓄电池存在内阻导致激光器无法快速响应的问题，在提高了控制精度和响应时间的同时，还不受温度湿度等环境因素的影响，实现了高精度快响应抗干扰性强的激光器驱动电源输出。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本专利技术实施例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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例，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，根据这些附图获得的其他的附图，都属于本申请保护的范围。
[0037]图1是本专利技术实施例提供的一种激光器驱动电源的控制系统的数模控制结构示意图；
[0038]图2是本专利技术实施例提供的一种激光器驱动电源的控制系统温度补偿的结构示意图；
[0039]图3是本专利技术实施例提供的一种激光器驱动电源的控制系统的整体框图；
[0040]图4是本专利技术实施例提供的一种激光器驱动电源的控制系统的光电隔离器随温度的变化曲线图；
[0041]图5是本专利技术实施例提供的一种激光器驱动电源的控制系统的光电隔离器的结构示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光器驱动电源的控制系统，其特征在于，包括数字控制模块和模拟控制模块；所述数字控制模块用于实时获取所述激光器驱动电源的输出电流值，将所述输出电流值与电流给定值进行比对，通过PID控制器结合比对差值进行占空比输出调制，所述调制后的占空比依次经光电隔离器和低通滤波器后输入至所述模拟控制模块；所述模拟控制模块用于根据所述调制后的占空比对所述激光器驱动电源的输出电流进行偏差矫正。2.如权利要求1所述的一种激光器驱动电源的控制系统，其特征在于，还包括设置在所述数字控制模块和所述光电隔离器之间的光电隔离器补偿反馈电路；所述光电隔离器为双接收源光电隔离器，所述双接收源光电隔离器包括发光部分、第一次边接收部分和第二次边接收部分，所述第二次边接收部分用于接入所述光电隔离器补偿反馈电路，通过折算所述第二次边接收部分电流值，结合所述第二次边接收部分给定电流值，对所述数字控制模块的占空比输出进行补偿矫正。3.如权利要求2所述的一种激光器驱动电源的控制系统，其特征在于，还包括模拟控制补偿模块；所述模拟控制补偿模块用于在一个时间周期内获取所述激光器驱动电源的若干个输入电压，通过所述数字控制模块将所述若干个输入电压值与上一个时间周期内获取的所述若干个输入电压值进行作差，当差值超过阈值时通过比例运算得到需要补偿的占空比数值；设置电流给定后馈比例系数N，所述模拟控制模块根据所述需要补偿的占空比数值通过调整所述N的数值对所述激光器驱动电源的输出电流进行补偿矫正。4.如权利要求1所述的一种激光器驱动电源的控制系统，其特征在于，所述将所述输出电流值与电流给定值进行比对，通过PID控制器结合比对值进行占空比输出调制，包括：当温度升高时，所述光电隔离器的电流增大，经所述低通滤波器滤波后输入至所述模拟控制模块的模拟给定量增大，所述激光器驱动电源的输出电流值较电流给定值增大，通过所述PID控制器减少所述占空比输出；当温度降低时，所述光电隔离器的电流减小，经所述低通滤波器滤波后输入值所述模拟控制模块的模拟给定量减小，所述激光器驱动电源的输出电流值较电流给定值减小，通过所述PID控制器增大所述占空比输出。5.如权利要求1所述的一种激光器驱动电源的...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋成明，顾鹏，雷仕建，曹雄伟，王运，李德求，
申请(专利权)人：深圳青铜剑能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：