[发明专利]一种储能电容装置以及激光电源

说明书

技术领域

本发明涉及激光电源领域，特别是涉及一种储能电容装置以及激光电源。

背景技术

半导体泵浦脉冲固体激光器通过激光二极管光源泵浦固体激光工作，通过 光学谐振腔及调Q装置产生固定波长脉冲激光的固体激光器，其中激光二极管 由脉冲激光电源驱动。半导体泵浦脉冲激光电源输出一定脉冲频率、脉冲宽度 和幅度的电流驱动激光二极管产生泵浦光，泵浦光泵浦固体激光工作物质产生 激光。激光器输出激光能量的大小与注入激光二极管的电能量大小直接相关。 由于激光二极管驱动源瞬时输出功率高，平均功率相对较低，目前大多数脉冲 光体激光器的驱动源都采用储能元件进行电能量存储，在电路中的储能元件一 般为电感或电容，电感在储存同样电能的情况下体积重量比电容储能大很多， 所以通常采用电容储能。采用电容储能的脉冲激光电源组成见附图1。其中充 电电路在较低的功率下为电容充电，由电容通过放电控制电路为激光二极管提 供较大的瞬时功率输出。

在电容的选择上，储能电容的容量根据放电脉冲能量、激光二极管工作电 压等参数进行选取，一般为几百至数千微法。在电容额定电压和容量相同时电 解电容的体积最小，因此优选电解电容。但是电解电容在低温下电解材料活性 下降，电化学反应速度变慢，存储的能量无法短时间释放，作为储能应用便无 法实现其瞬时大功率输出电能的功能。目前，这一问题可以通过增加电容容量 的办法解决，但是其体积重量随之增加，在对体积重量要求严格的条件下应用 受到了限制。因此，目前需要寻求一种方法能够在电容体积重量基本不变的情 况下使储能电容在低温下能够达到常温条件下的电气性能。其次由于采用了较 大容量的电解电容，在激光电源加电后，电容首次充电由零电压充电至工作电 压的过程中在激光电源会产生较大的峰值功耗，此峰值功耗将远超激光电源的 平均功耗。为保证激光电源启动过程供电电源不被拉低，供电电源的输出功率 需要增大，同时带来系统体积、重量和成本的增加，可见，降低激光电源峰值 功耗是采用电容储能元件需要解决的另一个问题。

发明内容

本发明提供一种储能电容装置以及激光电源，用以解决目前以电解电容在 低温下电解材料活性下降，电化学反应速度变慢，导致存储的能量无法短时间 释放的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种储能电容装置，包括：壳体、电解电 容以及加热膜，电解电容设置于壳体中，加热膜附着于电解电容外表面，用于 为电解电容加热，电解电容用于进行电能量存储。

其中，上述加热膜黏贴在电解电容的外表面。

其中，上述加热膜为电加热膜，装置还包括：温度继电器以及加热膜供电 电路；供电电路通过温度继电器与加热膜相连，温度继电器用于在环境温度低 于预设值时，处于闭合状态，以使供电电路与加热膜的电路导通，供电电路为 加热膜供电；温度继电器的环境温度上升至不低于预设值时，处于断开状态， 以使供电电路与加热膜的电路断开，供电电路停止对加热膜供电。

其中，上述加热膜为聚酰亚胺柔性薄膜型电加热器。

其中，上述装置的壳体采用低导热率的高分子材料。

其中，上述壳体内部采用导热绝缘灌封胶进行灌封。

进一步的，上述装置还包括：温度传感器，温度传感器设置于壳体内部， 用于采集壳体内部的温度信息，并将采集到的温度信息转换为电信号提供给外 部监测电路。

进一步的，上述装置还包括：充电电路和充电控制电路，充电控制电路包 括限流电阻，充电电路的输出端通过限流电阻与电解电容相连，在电解电容充 电至预设电压值之前，将限流电阻接入电解电容的充电回路，以及，在电解电 容电压达到预设电压值之后，将限流电阻短路。

其中，上述充电控制电路包括：继电器、比较器，比较器用于将电解电容 的充电电压与预设电压值进行比较，当充电电压低于预设电压值时，输出控制 信号控制充电控制电路中的继电器使限流电阻接入电解电容的充电回路中，当 充电电压高于预设电压值时，输出控制信号控制充电控制电路中的继电器使限 流电阻短路。

根据本发明的另一个方面，提供了一种激光电源，该电源包括上述任意一 种装置。

本发明提供的储能电容装置以及激光电源，在电解电容外附着加热膜，使 得电解电容加热均匀快速，降低电源系统准备时间，使电解电容低温下的电特 性达到常温水平。

附图说明

图1是现有技术中的脉冲激光电源的结构示意图；