[发明专利]中大功率固态激光模块的安全保护控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及安全保护控制装置，特别是中大功率固态激光模块的安全保护控制装置。

背景技术

近年来，基于激光二极管泵浦技术的全固态激光器(Diode Pumped SolidState Laser，DPSSL)发展迅猛。在影响固态激光模块输出稳定性的因素中，热效应带来的有害影响最为显著。尤其随着激光器功率的不断提高以及体积的缩小，热保护的设计显得尤为重要。据多年的固态激光模块维修统计，损坏中大功率固态激光模块有80％的原因是过热。我们知道，中大功率固态激光模块工作时冷却方式主要是水冷，用户在使用时操作不当、水冷机在使用中出故障、长时间运行水垢过厚、水路堵塞、水路气塞、水路破裂、电源故障、电源报警响应速度慢等等都会使固态激光模块过热、受伤、甚至损坏。

目前中大功率固态激光模块主要采用被动保护模式，其中的温度保护控制器件通常采用一个40℃左右的常闭型温度开关。这样的保护模式设计虽然简单，但有很多缺点，并不实用。

首先，固态激光模块的工作电流是比较大的，温度开关的体积本身就比较大，所以不能通过增大体积来增加其工作电流，使温度开关不能与固态激光模块的工作电流串联，只能采用被动保护模式，通过控制小电流信号，将动作信号传给固态激光模块的驱动电源，电源收到信号才减少或停止对固态激光模块的电流输出，从而保护固态激光模块。这种被动保护模式还依赖于传输信号线和驱动电源的可靠性，一旦它们中有一个环节出了故障，就可能导致固态激光模块受损。

另外，温度开关本身也有其缺点。温度开关的保护动作机理是机械触点式，反应慢；温度开关在温度变化较快时，温度滞后大。同时我们又不能选用低温度动作值的温度开关来弥补这样的温度滞后差，因为低温度动作值的温度开关会影响固态激光模块的正常工作；温度开关是一个对温度并不非常敏感器件，它的温度离散性较大。同一批采购的40℃的常闭型温度开关，有的35℃就已经动作了，有的45℃还没动作。

由上述可知，固态激光模块的保护控制设计要求对温度检测准确、快速、安全可靠的安全保护控制装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为中大功率固态激光模块提供准确、快速、安全可靠的安全保护控制。

为实现上述目的，本发明提供一种固态激光模块的安全保护控制装置，包括：

温度检测比较单元，其至少部分与所述固态激光模块热连接，用于检测所述固态激光模块的温度，将该温度与主动预设温度值比较，并将比较的结果作为第一输出而输出；

所述主动动作单元串联连接在所述固态激光模块的供电回路中，并且与所述温度检测比较单元电连接，以接收所述温度检测和比较单元的所述第一输出；

当所述温度检测比较单元所检测的温度不高于所述主动预设温度值时，所述温度检测比较单元控制所述主动动作单元内的电流导通，否则发出报警并控制所述主动动作单元内的电流关断。

如上所述的固态激光模块的安全保护控制装置，还包括被动预设温度值，所述被动预设温度值低于所述主动预设温度值；所述温度比较和检测单元能够将所述固态激光模块的温度与所述被动预设温度值比较，并将比较的结果作为第二输出而输出。

如上所述的固态激光模块的安全保护控制装置，还包括被动保护单元，所述被动保护单元串联在固态激光模块驱动电源的水压保护端口的两个电极之间，并且与所述温度检测比较单元电连接，以接收所述温度检测和比较部分的所述第二输出，当所述温度检测比较单元测得所述固态激光模块的温度不高于所述被动预设温度值时，所述温度检测比较单元控制所述被动保护单元导通，否则控制所述被动保护单元关断，所述水压保护端口根据所述被动保护单元关断的信号发出报警。

如上所述的固态激光模块的安全保护控制装置，还包括与主动动作单元并联的报警锁定。

如上所述的固态激光模块的安全保护控制装置，还包括与所述固态激光模块并联的综合保护单元。

如上所述的固态激光模块的安全保护控制装置，所述温度检测比较单元包括电阻桥、比较器，所述电阻桥包括前臂和后臂，前臂包括串联连接的第一电位器和第一定值电阻，后臂包括串联连接的热敏电阻和第二定值电阻；所述热敏电阻与所述固态激光模块热连接，所述比较器通过比较所述前臂的检测点和所述后臂的检测点之间的电压确定所述热敏电阻的温度是否高于所述预设温度值。

如上所述的固态激光模块的安全保护控制装置，所述主动动作单元包括电子开关。