[实用新型]一种反馈型脉冲式微功率光供能装置

说明书

技术领域

本实用新型属于激光供能领域，具体来说，涉及一种反馈型脉冲式微功率光供能装置，尤其适用于高电压微功耗系统的供能。

背景技术

近年来，随着国内电力工业的高速发展，在电力系统中布置大量的传感器，实时监控电路设备的工作状态，从而提高电力系统的可靠性逐渐成为一种趋势。然而在高压电器中工作的传感器及其控制系统的供电问题始终未得到很好的解决。传统的激光供能技术是解决高压区供电问题的一个较好的方案。该方案使用光纤作为高压/低压环境的隔离介质，大功率激光器(通常大于1W)将光能量导入光纤，在高压端通过光电池将光能量转换为电能量。该方案可以提供上百毫瓦以上的功率，目前在电子式互感器中得到了广泛的应用。

但是，上述方案在实际使用中也存在一些不足，首先，电力系统中很多微功率模块的功耗仅有微瓦至毫瓦量级，其次传统光供能模块所使用的大功率激光器价格昂贵，且寿命有限，从而提高了光供能系统的运维成本，降低了系统的可靠性。并且，在实际使用过程中，由于存在光纤老化或人为问题，光纤损耗增加，直接导致了高压区光功率减弱，从而造成光供能模块输出功率的变化。所以，针对很多微功率模块(功耗在微瓦至毫瓦量级)的供电需求，上述光供能方案无论在经济性还是可靠性方面，都存在不足。

实用新型内容

本实用新型提供一种脉冲式微功率光供能装置，可以为高压区中的功耗在微瓦至一百毫瓦量级的器件供电，确保高压区输出功率的恒定，且结构简单，成本低廉。

为实现上述目的，本实用新型实施例采用一种反馈型脉冲式微功率光供能装置，该装置包括控制系统、光电探测器、光源驱动电路、温控系统、光源、光分路器件、光纤、耦合器、反射镜、光电转换器、变压器、整流滤波电路和稳压电路；所述控制系统的输出端口与光源驱动电路的输入端口连接，光源驱动电路的输出端口与光源的输入电端口连接，光源的输出光端口与光分路器件的第二光端口连接，光分路器件的第三光端口和光电探测器的输入光端口连接；光电探测器的输出电端口与控制系统的输入端口连接，温控系统用于测量和控制光源的温度，并将温度信息反馈至控制系统中；光分路器件的第一光端口通过光纤与耦合器的第一光端口连接，耦合器的第二光端口与反射镜的输入光端口连接，耦合器的第三光端口与光电转换器的输入光端口连接，光电转换器的输出电端口与变压器的输入电端口连接，变压器的输出电端口与整流滤波电路的输入电端口连接；整流滤波电路的输出电端口与稳压电路的输入电端口连接。

作为优选例，所述光分路器件的第一光端口输出脉冲光信号的占空比与PWM驱动电路输出信号的占空比相同。

作为优选例，所述控制系统、光电探测器、光源驱动电路、光源、光分路器件、光纤、耦合器和反射镜组成闭环反馈装置，实现耦合器的第三输出端口输出恒定的光功率信号。

作为优选例，所述光纤实现高压环境与低压环境的隔离。

作为优选例，所述光纤为多模光纤、塑料光纤或者单模光纤。

作为优选例，所述光分路器件为光耦合器或者光环形器。

作为优选例，所述光源的输出光功率为毫瓦至瓦单位级别。

作为优选例，所述控制系统采用微处理器的PWM功能或者采用模拟电路，产生脉码调制信号。

作为优选例，所述的控制系统采用ARM微处理器，光源驱动电路采用激光器驱动电路，光源采用激光器，温控系统采用热敏电阻温度传感器、半导体制冷片、制冷片驱动电路和ARM微处理器，光分路器件采用环形器，光纤采用多模光纤；ARM处理器的第一输出端口与制冷器驱动电路的输入端口连接，制冷器驱动电路的输出端口与半导体制冷片的输入端口连接；ARM处理器的第二输出端口与激光器驱动电路的输入光端口连接，激光器驱动电路的输出光端口与激光器的输入光端口连接，激光器的输出光端口与环形器的第二光端口连接，环形器的第三光端口与光电探测器的输入端口连接，光电探测器的电输出端口与ARM处理器的第一输入端口连接，热敏电阻温度传感器与ARM处理器的第二输入端口连接；环形器的第一光端口通过光纤与耦合器的第一光端口连接，耦合器的第二光端口与反射镜的输入光端口连接。