緊湊型激光電源的制作方法
本發明屬于電源領域。更具體地說，本發明涉及一種緊湊型激光電源。
背景技術：
隨著科技的發展，激光器在各個領域的使用越來越廣泛，比如測距、制導、雷達或者通信，為了提高使用的方便性，機載激光器脈沖驅動電源要求電源本身的小體積、輕重量和高效率。
技術實現要素：
為解決上述問題，本發明提供一種緊湊型激光電源，其包括：
整流電路，其輸入端連接至三相交流電源，且所述整流電路用于將三相交流電源的交流電轉換為直流電；
四個隔離穩壓DC-DC轉換器，其輸入端連接至所述整流電路的輸出端，所述四個隔離穩壓DC-DC轉換器包括：
將經過降壓的直流電輸出至兩路并聯激光器驅動電路的第一DC-DC轉換器，每路所述激光器驅動電路采用PWM脈沖寬度調制的方式對所述經過降壓的直流電進行處理，并為激光器提供電源；
兩個第二DC-DC轉換器，其并聯輸出且為熱控部件和晶體部件提供電源；
第三DC-DC轉換器，其為聲光調制部件提供電源，且所述第三DC-DC轉換器還外接至一控制板并為所述控制板提供電源。
優選的是，所述的緊湊型激光電源中，
所述交流電的電壓為200V，所述整流電路將其轉換為270V的直流電；
所述激光器的負載為直流或者脈沖為10％～90％占空比，重頻50HZ～1500HZ，所述激光器的輸入電壓為+48V，輸入電流為6A；
熱控部件和晶體部件的輸入電壓+48V，輸入電流16A；
聲光調制部件的輸入電壓+24V，輸入電流3.3A；
控制板的輸入電壓為+24V，輸入電流為1A。
優選的是，所述的緊湊型激光電源中，所述激光器驅動電路包括：
控制器，其用于接收DC-DC傳來的直流電數字信號；
驅動電流設置電路，其通過雙通道數模轉換器和IIC總線接收控制器傳來的直流電數字信號并通過隔離電路和D/A轉換電路將所述直流電數字信號轉換為激光器所需的模擬電壓信號，同時將所述模擬電壓信號輸出至所述控制器；
恒流電路，其包括與所述控制器連接的分壓電路和過壓保護電路，且所述恒流電路接收所述控制器輸出的模擬電壓信號，并將其處理為恒流電流信號；
電流脈沖成型電路，其與所述控制器和所述恒流電路電連接，且所述電流脈沖成形電路用于接收所述控制器發出的PWM信號和所述恒流電路輸出的恒流電流信號并根據所述PWM信號和恒流電流信號生成脈沖電流；
和輸出電流電壓檢測電路，其用于檢測所述電流脈沖成形電路的輸出電流和輸出電壓；
其中，所述電流脈沖成型電路上連接有兩個MOS驅動管；所述分壓電路連接于所述控制器的輸出端和FB引腳之間；所述電流脈沖成型電路包括：連接在所述控制器RT腳上的外部電阻器，或者所述控制器的SYNC引腳和外部時鐘。
優選的是，所述的緊湊型激光電源中，四個所述隔離穩壓DC-DC轉換器和兩個所述大功率MOS管設置在鋁合金外殼上。
優選的是，所述的緊湊型激光電源中，所述緊湊型激光電源中的正負電源線采用多股雙鉸連接。
優選的是，所述的緊湊型激光電源中，所述緊湊型激光電源采用多層電路板和高導熱鋁底板固定。
本發明實現了一種小體積，輕重量的緊湊型激光特種電源供電及監測。本電源是將三相三線制(電壓200VAC400Hz)的交流電，通過整流電路轉換為270V直流母線，再分別轉換為2路獨立隔離+48VDC/6A脈沖或直流恒流輸出，提供給負載為直流或者脈沖為10％～90％占空比，重頻50HZ～1500HZ的激光器使用。1路隔離聲光調制電源輸出+24VDC/5A供給Q開關實現激光輸出的脈沖成形。控制板用電部分從聲光調制電源中經隔離變換供給。1路隔離熱控電源及晶體電源共用+48VDC/16A對激光器實現精密溫控供電。分兩路激光組件現采用成熟的VICOR高效率的電源模塊MDCM系列及VI-HAM-IL功率因數控制系列產品，效率高達93％。本電源組件設計為多層電路板加高導熱鋁底板，能提供很好的熱傳遞和改進產品可靠性。
本發明的其它優點、目標和特征將部分通過下面的說明體現，部分還將通過對本發明的研究和實踐而為本領域的技術人員所理解。
附圖說明
圖1為本發明提供的緊湊型激光電源的結構示意圖；
圖2為本發明提供的緊湊型激光電源中的激光器驅動電路圖；
圖3為本發明提供的緊湊型激光電源的脈沖上升沿仿真波形圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。
應當理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術語并不配出一個或多個其它元件或其組合的存在或添加。
如圖1所示，本發明提供一種緊湊型激光電源，其包括：
整流電路，其輸入端連接至三相交流電源，且所述整流電路用于將三相交流電源的交流電轉換為直流電；
四個隔離穩壓DC-DC轉換器，其輸入端連接至所述整流電路的輸出端，所述四個隔離穩壓DC-DC轉換器包括：
將經過降壓的直流電輸出至兩路并聯激光器驅動電路的第一DC-DC轉換器，每路所述激光器驅動電路采用PWM脈沖寬度調制的方式對所述經過降壓的直流電進行處理，并為激光器提供電源；
兩個第二DC-DC轉換器，其并聯輸出且為熱控部件和晶體部件提供電源；
第三DC-DC轉換器，其為聲光調制部件提供電源，且所述第三DC-DC轉換器還外接至一控制板并為所述控制板提供電源。
所述的緊湊型激光電源中，
所述交流電的電壓為200V，所述整流電路將其轉換為270V的直流電；
所述激光器的負載為直流或者脈沖為10％～90％占空比，重頻50HZ～1500HZ，所述激光器的輸入電壓為+48V，輸入電流為6A；
熱控部件和晶體部件的輸入電壓+48V，輸入電流16A；
聲光調制部件的輸入電壓+24V，輸入電流3.3A；
控制板的輸入電壓為+24V，輸入電流為1A。
如圖2所示，所述的緊湊型激光電源中，所述激光器驅動電路包括：
控制器，其用于接收DC-DC傳來的直流電數字信號；
驅動電流設置電路，其通過雙通道數模轉換器和IIC總線接收控制器傳來的直流電數字信號并通過隔離電路和D/A轉換電路將所述直流電數字信號轉換為激光器所需的模擬電壓信號，同時將所述模擬電壓信號輸出至所述控制器；
恒流電路，其包括與所述控制器連接的分壓電路和過壓保護電路，且所述恒流電路接收所述控制器輸出的模擬電壓信號，并將其處理為恒流電流信號；
電流脈沖成型電路，其與所述控制器和所述恒流電路電連接，且所述電流脈沖成形電路用于接收所述控制器發出的PWM信號和所述恒流電路輸出的恒流電流信號并根據所述PWM信號和恒流電流信號生成脈沖電流；
和輸出電流電壓檢測電路，其用于檢測所述電流脈沖成形電路的輸出電流和輸出電壓。所述控制器為LT3763降壓控制芯片。
所述電流脈沖成型電路上連接有兩個MOS驅動管；所述分壓電路連接于所述控制器的輸出端和FB引腳之間；
所述電流脈沖成型電路包括：
連接在所述控制器RT腳上的外部電阻器；
或者所述控制器的SYNC引腳和外部時鐘。
所述的緊湊型激光電源中，四個所述隔離穩壓DC-DC轉換器和兩個所述大功率MOS管設置在鋁合金外殼上。
所述的緊湊型激光電源中，所述緊湊型激光電源中的正負電源線采用多股雙鉸連接。
所述的緊湊型激光電源中，所述緊湊型激光電源采用多層電路板和高導熱鋁底板固定。
48V/500W模塊及后面電路的作用是將直流母線上的270V直流電，通過DC-DC轉換，轉換成48V輸出的直流電，對激光器實現精密溫控供電，控制板是用來實現對電源系統的電流和脈沖參數設置、輸出電流電壓檢測和溫度檢測及激光輸出狀態的控制。
LD用電源：
采用VICOR的與DCM300P480x500A40組合，單路額定輸出功率500W。+48V輸出電壓再經過LT3763恒流控制輸出30V/6A供給LD負載.同步降壓型LED驅動器控制器LT3763是LINEAR公司生產的用于LED調光控制，控制LD等的DC-DC變換器,轉換效率高達96％.
LT3763是一款固定頻率、同步降壓型DC/DC控制器，專為準確地調節高達20A的輸出電流而設計。平均電流模式控制器將在0V至55V的寬輸出電壓范圍內保持電感器電流調節作用。輸出電流由CTRL引腳上的模擬電壓和一個外部檢測電阻器設定。電壓調節和過壓保護利用一個連接于輸出和FB引腳之間的分壓器來設定。開關頻率可通過RT引腳上的一個外部電阻器或利用SYNC引腳和一個外部時鐘信號在200kHz至1MHz的范圍內進行設置。輸入和輸出電流檢測可提供輸入電流限制和這些電流的準確測量。FBIN引腳可供那些需要峰值功率跟蹤功能的應用之用。
該器件的其他特點包括一個與CTRL引腳配合使用的準確外部基準電壓、一個可提供可編程UVLO遲滯的準確UVLO/EN引腳、一個針對LED應用的PWM驅動器、輸出電壓故障檢測和熱停機功能.提供超過300W的LED功率，合理的設計功率輸出MOS管可實現更在功率的控制。其6V至60V的輸入電壓范圍使該器件非常適用于種類繁多的應用，包括汽車、工業和建筑照明。
聲光調制電源:
采用VICOR的DCM300P240x600A40可實現24V/3.3A輸出。滿足聲光調制模塊及控制板24V/1A的使用要求，降額達90％。
熱控電源與晶體電源:
采用VICOR的兩組DCM300P480x500A40并聯可實現48V/1000W輸出,與實際需求48V/750W降額達87％。
器件選擇上，使用供貨有質量保證的單位生產的器件，國外器件選擇工業級以上的器件并進行降額設計。經過合理布局進行散熱，將DC-DC模塊和大功率MOS管等發熱器件分布安裝在鋁合金外殼上，使電源易于散熱。保證工作的可靠性。
連接器的選擇采用航空系統使用的連接器，正負電源線多股雙鉸連接,并有50％的電流降額,結構設計采用鋁合金外殼。保證支撐和安裝強度。安裝可靠，使用過程中振動無故障。
要解決的問題：機載激光器脈沖驅動電源要求實現電源本身的小體積、輕重量和高效率的要求。為了實現這些要求，我們在電源電路設計中采用VICOR高效率的晶圓DCM系列進行設計，激光驅動部分采用PWM調制方式達到脈沖恒流要求。
脈沖恒流驅動電路仿真分析
根據對PWM方式脈沖恒流單元的模擬分析，我們擬采用如下方式實現激光二極管的恒流脈沖驅動。在該電路圖中，通過控制限流電壓和限流電壓加載方式、激光二極管的脈沖產生方式實現激光二極管的恒流驅動。
根據以前的脈沖恒流源技術方案，在陡上升電壓脈沖加載情況下，可以得到在激光二極管的驅動電流波形的上升沿為
tr＝2.2L/Rdyn＝2.2×0.11/0.011＝22μs。
由于要考慮基準匹配，恒流基準的上升時間要和驅動電流波形的上升沿要匹配。
從圖3可以得到結論，本設計可以達到相應的性能要求。
盡管本發明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發明的領域，對于熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發明并不限于特定的細節和這里示出與描述的圖例。
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