一種光纖激光器的恒流電源電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及電源電路領域，具體涉及一種光纖激光器的恒流電源電路。一種光纖激光器的恒流電源電路，包括輸入端、公共端和輸出端，所述電路包括從輸入端開始依次連接的半橋變化單元、變壓器單元、橋式整流單元和濾波單元，該濾波單元包括小容量電容LC濾波部分和電流濾波部分。本實用新型通過設計一種光纖激光器的恒流電源電路，使用小容量電容LC濾波及電流濾波，使輸出的電源電壓/電流紋波足夠小，保障激光器在高頻率脈沖工作中的穩(wěn)定性；同時由于濾波電容足夠小，使其在輸出電流/電壓為脈沖的工作狀態(tài)下，脈沖上升沿/下降沿時間很短。
【專利說明】一種光纖激光器的恒流電源電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電源電路領域，具體涉及一種光纖激光器的恒流電源電路。
【背景技術】
[0002]在光纖激光器工作中，需要應用到能量轉換電路，特別是恒流電源電路，用于將電網(wǎng)輸入的電能轉換為光纖激光器電源需要的恒流電能。
[0003]目前的光纖激光器恒流電源，一般是半橋轉換或全橋轉換與輸出濾波的組合電路結構，輸出的電能通常采用大容量電容進行濾波，從而實現(xiàn)輸出直流電壓和恒流電流。但上述電路結構難以滿足大功率光纖激光器的一些特殊要求:一方面電源電壓/電流紋波會轉化為激光光束的功率波動，為保障光纖激光器產生激光的穩(wěn)定性，要求激光器在最大功率輸出時，其電源電壓/電流紋波要足夠??；另一方面由于光纖激光器的脈沖工作頻率越大越好，其對電源輸出脈沖上升沿/下降沿時間要求就越短越好。
實用新型內容
[0004]本實用新型要解決的技術問題在于，針對現(xiàn)有技術的上述缺陷，提供一種光纖激光器的恒流電源電路，能夠滿足大功率光纖激光器對電源電壓/電流紋波和脈沖上升沿/下降沿時間等方面的特殊要求。
[0005]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:提供一種光纖激光器的恒流電源電路，包括輸入端和輸出端，所述電路包括從輸入端開始依次連接的半橋變化單元、變壓器單元、橋式整流單元和濾波單元,該濾波單元包括使用小容量電容的LC濾波部分。
[0006]其中，較佳方案是:所述濾波單元還包括電流濾波部分，該電流濾波部分串聯(lián)在LC濾波部分之后。
[0007]其中，較佳方案是:所述半橋變化單元包括兩個相互串聯(lián)的第一開關管和第二開關管。
[0008]其中，較佳方案是:所述半橋變化單元還設有控制單元，該第一開關管的第一端和第二開關管的第一端與控制單元連接。
[0009]其中，較佳方案是:所述變壓器單元包括連接半橋變化單元的初級繞組和連接橋式整流單元的次級繞組，該初級繞組的匝數(shù)大于次級繞組的匝數(shù)。
[0010]其中，較佳方案是:所述橋式整流單元是全橋式結構。
[0011]其中，較佳方案是:所述輸出端包括電壓輸出端和電流輸出端，該LC濾波部分的輸出端作為電壓輸出端，該電流濾波部的輸出端作為電流輸出端。
[0012]本實用新型的有益效果在于，與現(xiàn)有技術相比，本實用新型通過設計一種光纖激光器的恒流電源電路，并使用小容量電容的LC濾波及電流濾波，使輸出的電源電壓/電流紋波足夠小，保障激光器在高頻率脈沖工作中的穩(wěn)定性；同時由于濾波電容足夠小，使其在輸出電流/電壓為脈沖的工作狀態(tài)下，脈沖上升沿/下降沿時間很短?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0013]下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中:
[0014]圖1是本實用新型恒流電源電路的系統(tǒng)框圖；
[0015]圖2是本實用新型恒流電源電路的電路圖。
【具體實施方式】
[0016]現(xiàn)結合附圖，對本實用新型的較佳實施例作詳細說明。
[0017]參考圖1，本實用新型的恒流電源電路包括依次連接的輸入端10、半橋變化單元
11、變壓器單元12、橋式整流單元13、濾波單元14和輸出端15，其中濾波單元14包括LC濾波部分141和電流濾波部分142，半橋變化單元11還連接控制單元16。
[0018]該電路的工作方式是:輸入端10是輸入電網(wǎng)經(jīng)過整流后的直流電，半橋變化單元11將輸入直流電轉換成可控交流電，變壓器單元12將可控交流電壓進行升降壓，橋式整流單元13將升降壓后的交流電轉換成直流電，濾波單元14將直流電進行濾波處理后通過輸出端15，提供一種光纖激光器的恒流電源。
[0019]圖2是該實施例的參考圖2，半橋變化單元11包括電容Cl、電容C2、電容C3、第一開關管Ql和第二開關管Q2，變壓器單元12包括初級繞組Tl-A和次級繞組T1-B，橋式整流單元13包括第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3和第四二極管D4，濾波單元14包括電感L1、電感L2和電容C4，輸出端15包括電壓輸出端DC-和電流輸出端DC+。
[0020]其中，半橋變化單元11的電容Cl串接在輸入端10和公共端之間，電容C2和電容C3相互串聯(lián)并與輸入端10和公共端串聯(lián)，第一開關管Ql和第二開關管Q2相互串聯(lián)并與輸入端10和公共端串聯(lián)；半橋變化單元11的第一開關管Ql和第二開關管Q2是由場效應管和二極管串聯(lián)而成，第一開關管Ql的第一端和第二開關管Q2的第一端與控制單元16連接，該控制單元16可以是處理器模塊或者數(shù)模電路。
[0021]半橋變化單元11的具體工作方式是:第一開關管Ql和第二開關管Q2可以交替導通或斷開，將輸入端10輸入的直流電轉換為交流電；同時通過控制第一開關管Ql和第二開關管Q2的導通占空比，實現(xiàn)對恒流電源電路輸出電壓和電流的控制，達到調節(jié)輸出電流的效果。
[0022]其中，變壓器單元12包括連接半橋變化單元11的初級繞組Tl-A和連接橋式整流單元13的次級繞組T1-B，變壓器單元12的初級繞組Tl-A和次級繞組Tl-B間存在電氣隔離，可以通過調節(jié)初級繞組Tl-A和次級繞組Tl-B的匝數(shù)，來調節(jié)初級輸入電壓和次級輸入電壓的電壓比。由于光纖激光器的電壓需求遠遠低于正常電網(wǎng)電能的220V，本變壓器單元12采用降壓型變壓器。
[0023]其中，橋式整流單元是由第一二極管Dl、第二二極管D2、第三二極管D3和第四二極管D4構成的全橋電路，將次級繞組Tl-B輸入的交流通過全橋電路整流變成直流電。
[0024]由于電源電壓/電流紋波會轉化為激光光束的功率波動，為保障光纖激光器產生激光的穩(wěn)定性，要求激光器在最大功率輸出時，其電源電壓/電流紋波要足夠小，故在電路結構后端設置濾波單元14。
[0025]該濾波單元14包括LC濾波部分141和電流濾波部分142，LC濾波部分141包括電感LI和小容值的電容C4，并連接輸出端15的電壓輸出端DC-;通過LC濾波部分141將橋式整流單元13的直流大波紋電壓過濾成直流小波紋電壓，滿足光纖激光器對小紋波電壓的要求。
[0026]電流濾波部分142串聯(lián)在LC濾波單元141之后，用于進一步減少電流紋波。電流濾波部分142包括電感L2，將電感L2的第二端作為輸出端15的電流輸出端DC+ ;通過電流濾波部分142將橋式整流單元13的直流大波紋電流過濾成直流小波紋電流，滿足光纖激光器對小紋波電流的要求。
[0027]在本實用新型中，半橋變化單元11的工作頻率高于激光器脈沖工作頻率，為保障激光器工作在較高的脈沖狀態(tài)下，半橋變化單元11的工作頻率盡可能提高，其脈沖占空比盡可能提高，由于光纖激光器的脈沖工作頻率越大越好，故其對電源輸出脈沖上升沿/下降沿時間要求就越小越好，一般要求其脈沖上升沿/下降沿時間不能大于脈沖寬度的20%。
[0028]濾波單元14的電容容量和電壓、電流的關系為:
【權利要求】
1.一種光纖激光器的恒流電源電路，包括輸入端和輸出端，其特征在于:所述電路包括從輸入端開始依次連接的半橋變化單元、變壓器單元、橋式整流單元和濾波單元，該濾波單元包括使用小容量電容的LC濾波部分。
2.根據(jù)權利要求1所述的恒流電源電路，其特征在于:所述濾波單元還包括電流濾波部分，該電流濾波部分串聯(lián)在LC濾波部分之后。
3.根據(jù)權利要求1所述的恒流電源電路，其特征在于:所述半橋變化單元包括兩個相互串聯(lián)的第一開關管和第二開關管。
4.根據(jù)權利要求3所述的恒流電源電路，其特征在于:所述半橋變化單元還設有控制單元，該第一開關管的第一端和第二開關管的第一端與控制單元連接。
5.根據(jù)權利要求1所述的恒流電源電路，其特征在于:所述變壓器單元包括連接半橋變化單元的初級繞組和連接橋式整流單元的次級繞組，該初級繞組的匝數(shù)大于次級繞組的匝數(shù)。
6.根據(jù)權利要求1所述的恒流電源電路，其特征在于:所述橋式整流單元是全橋式結構。
7.根據(jù)權利要求1或2所述的恒流電源電路，其特征在于:所述輸出端包括電壓輸出端和電流輸出端，該LC濾波部分的輸出端作為電壓輸出端，該電流濾波部的輸出端作為電流輸出端。
【文檔編號】H02M3/335GK203761270SQ201420068297
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年2月17日 優(yōu)先權日:2014年2月17日
【發(fā)明者】譚春升, 梁曉華, 陳偉康, 陳燚, 陳根余, 梁劍寒, 高云峰 申請人:深圳市大族激光科技股份有限公司