【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于激光器电路领域，具体涉及一种激光器监测保护电路。
技术介绍
1、激光自问世以来，成为了20世纪继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一重大专利技术。它一问世，就获得了异乎寻常的飞快发展，激光武器也成为激光领域最为活跃的研究方向之一。激光武器作为一种新兴武器，是利用激光束的高能量密度，打击一定距离外目标，使其产生热学反应和力学反应的定向能武器。因为激光定向增益高、攻击迅速、能量集中等优势，激光武器从上世纪就受到各国的密切关注，并将开发激光武器列为重大研究项目。
2、常用的激光器包括化学激光器、固体激光器、二氧化碳激光器等。各类激光器通过不断的研究发展进步，逐渐组成了三代激光器。光纤激光器作为第三代激光技术的代表，是利用光纤具有的非线性效应的特点，使用光纤(其中掺杂某些特定稀土元素)作为增益介质而研制出的激光器。现如今它在各个领域正逐渐凸显优势，并取代其他传统激光器。与传统的固体激光器相比，光纤激光器结构简单、转换效率高、散热性能好、光束质量好，目前受到了广大科研工作者和专家们的极大关注。光纤激光器主要由三部分组成，即泵浦光源、谐振腔和掺稀土元素的增益介质。其中由于激光二极管的激励效率高，提高了激光器的光电转换效率并且热效应不显著，因此光纤激光器大多采用激光二极管模块作为泵浦源，以取代传统的连续氛弧灯和脉冲氮灯。更重要的是激光二极管对电流很敏感，通过调节流过的驱动电流能够改变激光二极管输出光的强弱。但是激光二极管的工作特性决定了它无法承受过量的电流，当实际驱动电流超过它允许流过的最大电流过多时，激光二极管的
3、目前激光器监测与保护电路设计复杂，激光器状态判断与保护需要通过单片机或其他控制系统实现，从激光器状态采集到状态判断再到实现保护的逻辑链路较长，故障发生到执行保护动作的延迟时间长(100ms以上)，很多异常情况下不能够及时有效保护激光器。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种激光器监测保护电路，解决了现有技术中的问题。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
3、一种激光器监测保护电路，包括依次连接的：监测采样电路、信号转换电路以及保护电路；
4、所述监测采样电路中设有光电二级管d2将光信号转化为电压信号，并设置运算放大器u1a对电压信号进行放大处理，形成幅值、功率符合要求的电压信号；
5、所述信号转换电路包括运算放大器n1a和分压电阻r12，监测采样电路输出电压信号经运算放大器n1a正向端输入，与负向端分压电阻r12电压进行比较，判断出故障信号；
6、所述保护电路包括mos管q3，并通过控制mos管q3的开关，来保护激光器。
7、进一步地，所述监测采样电路还包括：监测电阻rl1、反馈电阻r1、匹配电阻r5、电源滤波电容c1以及+12v电源；其中光电二极管d2与监测电阻rl1并联，反馈电阻r1与匹配电阻r5串联，电源滤波电容c1与+12v电源并联，运算放大器u1a与匹配电阻r5、监测电阻rl1串联。
8、进一步地，所述光信号转换为电压信号作用于监测电阻rl1，监测电阻rl1两端电压输入至运算放大器u1a同相端，运算放大器u1a与反馈电阻r1、匹配电阻r5同相比例运算电路，监测电阻rl1两端电压信号放大后，再经以运算放大器u1b为核心的电压跟随器进行功率放大，形成幅值、功率符合要求的电压信号。
9、进一步地，所述监测电阻rl1两端电压的放大倍数为1+r1/r5。
10、进一步地，所述信号转换电路还包括：反馈二极管d1、上拉电阻r6、分压电阻r7、限流电阻r8、限流电阻r3、分压电阻r4、分压电阻r11、下拉mos管q2以及三极管q1；
11、其中，限流电阻r8与运算放大器n1a串联，与反馈二极管d1串联，分压电阻r11与分压电阻r12串联，分压电阻r11与运算放大器n1a串联，上拉电阻r6与反馈二极管d1并联；限流电阻r3与分压电阻r7串联分压，下拉mos管q2与三极管q1并联。
12、进一步地，当电压信号低于分压电阻r12电压时，系统正常运行，当电压信号高于分压电阻r12电压时，系统发生过压故障，运算放大器n1a输出端为高电平。
13、进一步地，运算放大器n1a输出的高电平经反馈二极管d1反馈至运算放大器n1a正向输入端形成正反馈，输出端持续输出高压，且被反馈二极管d1钳位至分压电阻r12电压+0.7v，运算放大器n1a输出端形成高电平，此高电平输出端直接形成故障信号，高电平经限流电阻r3输入至三极管q1，三极管q1导通，分压电阻r4两端被三极管q1短路，形成低电平保护信号，当直到接受高电平复位信号时，下拉mos管q2导通，运算放大器n1a输出端直接接地，运算放大器n1a输出端变为低电平，故障信号置零复位，三极管q1断开，保护信号置高电平复位。
14、进一步地，mos管q3、分压电阻r14以及输入限流电阻r15；其中，保护对象激光器ld与mos管q3串联，mos管q3栅源两极与分压电阻r14并联，输入限流电阻r15与mos管q3栅极串联。
15、进一步地，当保护信号为低电平时，mos管q3导通；当保护信号为高电平时，mos管q3截止。
16、一种激光器，内部设置有上述监测保护电路。
17、本专利技术的有益效果：
18、1、本专利技术的激光器电路简单，易于小型化设计；
19、2、本专利技术的激光器电路响应速度快，从采样到保护总时间理论计算在ns级，目前通过mcu或dsp技术，进行判断和控制，受其机械周期及程序指令运行时间所限，响应时间在us级，本专利技术通过硬件电路，使采集信号与特定的振荡周期设计比较进行对比可在ns级实现故障判断及保护动作执行，即保证了故障判断的准确性，又实现了保护动作的快速执行，更及时有效保护激光器；
20、3、本专利技术的激光器电路所用元器件为常用元器件，不需要控制芯片，不需要设计控制软件，生产简化、成本低。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种激光器监测保护电路，其特征在于，包括依次连接的：监测采样电路、信号转换电路以及保护电路；
2.根据权利要求1所述的一种激光器监测保护电路，其特征在于，所述监测采样电路还包括：监测电阻RL1、反馈电阻R1、匹配电阻R5、电源滤波电容C1以及+12V电源；其中光电二极管D2与监测电阻RL1并联，反馈电阻R1与匹配电阻R5串联，电源滤波电容C1与+12V电源并联，运算放大器U1A与匹配电阻R5、监测电阻RL1串联。
3.根据权利要求2所述的一种激光器监测保护电路，其特征在于，所述光信号转换为电压信号作用于监测电阻RL1，监测电阻RL1两端电压输入至运算放大器U1A同相端，运算放大器U1A与反馈电阻R1、匹配电阻R5同相比例运算电路，监测电阻RL1两端电压信号放大后，再经以运算放大器U1B为核心的电压跟随器进行功率放大，形成幅值、功率符合要求的电压信号。
4.根据权利要求3所述的一种激光器监测保护电路，其特征在于，所述监测电阻RL1两端电压的放大倍数为1+R1/R5。
5.根据权利要求1所述的一种激光器监测保护电路，其特征在于，所述
6.根据权利要求5所述的一种激光器监测保护电路，其特征在于，当电压信号低于分压电阻R12电压时，系统正常运行，当电压信号高于分压电阻R12电压时，系统发生过压故障，运算放大器N1A输出端为高电平。
7.根据权利要求6所述的一种激光器监测保护电路，其特征在于，运算放大器N1A输出的高电平经反馈二极管D1反馈至运算放大器N1A正向输入端形成正反馈，输出端持续输出高压，且被反馈二极管D1钳位至分压电阻R12电压+0.7V，运算放大器N1A输出端形成高电平，此高电平输出端直接形成故障信号，高电平经限流电阻R3输入至三极管Q1，三极管Q1导通，分压电阻R4两端被三极管Q1短路，形成低电平保护信号，当直到接受高电平复位信号时，下拉MOS管Q2导通，运算放大器N1A输出端直接接地，运算放大器N1A输出端变为低电平，故障信号置零复位，三极管Q1断开，保护信号置高电平复位。
8.根据权利要求1所述的一种激光器监测保护电路，其特征在于，MOS管Q3、分压电阻R14以及输入限流电阻R15；其中，保护对象激光器LD与MOS管Q3串联，MOS管Q3栅源两极与分压电阻R14并联，输入限流电阻R15与MOS管Q3栅极串联。
9.根据权利要求8所述的一种激光器监测保护电路，其特征在于，当保护信号为低电平时，MOS管Q3导通；当保护信号为高电平时，MOS管Q3截止。
10.一种激光器，其特征在于，内部设置有权利要求1-9任一项所述的监测保护电路。
...【技术特征摘要】
1.一种激光器监测保护电路，其特征在于，包括依次连接的：监测采样电路、信号转换电路以及保护电路；
2.根据权利要求1所述的一种激光器监测保护电路，其特征在于，所述监测采样电路还包括：监测电阻rl1、反馈电阻r1、匹配电阻r5、电源滤波电容c1以及+12v电源；其中光电二极管d2与监测电阻rl1并联，反馈电阻r1与匹配电阻r5串联，电源滤波电容c1与+12v电源并联，运算放大器u1a与匹配电阻r5、监测电阻rl1串联。
3.根据权利要求2所述的一种激光器监测保护电路，其特征在于，所述光信号转换为电压信号作用于监测电阻rl1，监测电阻rl1两端电压输入至运算放大器u1a同相端，运算放大器u1a与反馈电阻r1、匹配电阻r5同相比例运算电路，监测电阻rl1两端电压信号放大后，再经以运算放大器u1b为核心的电压跟随器进行功率放大，形成幅值、功率符合要求的电压信号。
4.根据权利要求3所述的一种激光器监测保护电路，其特征在于，所述监测电阻rl1两端电压的放大倍数为1+r1/r5。
5.根据权利要求1所述的一种激光器监测保护电路，其特征在于，所述信号转换电路还包括：反馈二极管d1、上拉电阻r6、分压电阻r7、限流电阻r8、限流电阻r3、分压电阻r4、分压电阻r11、下拉mos管q2以及三极管q1；
6.根据权利要求5所述的一种激光器监测保护电路，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘平，付泽林，谭志远，王挺，黎陈，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院应用电子学研究所，
类型：发明
国别省市：
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