[发明专利]一种高功率激光器驱动电源装置

说明书

本发明公开了一种高功率激光器驱动电源装置，其包括整流电路、DC/DC稳压模块、隔离DC/DC模块、交错并联模块、控制模块、电压采样模块、电流采样模块、输出开关、续流二极管。本发明专利中的DC/DC稳压模块将输入电压转换成恒定的直流电压，并利用电容滤波和储能，隔离DC/DC模块将输入的直流电压变换成较低电压等级，作为交错并联模块的输入，交错并联模块与DC/DC稳压模块串联，作为激光器电源的输出。本发明专利可以实现激光器驱动电源的高效率和低电流纹波输出。

技术领域

本发明涉及一种激光器驱动电源装置。

背景技术

近年激光技术在制造、军工、国防、医疗、通信等领域得到了广泛的应用，激光器驱动电源作为激光系统中的核心部件之一，其性能直接影响激光系统的性能和使用寿命。对于大功率激光器，需要采用恒定电流或恒定脉冲电流驱动，激光器对电流纹波要求较高。为了达到较低的电流纹波，现有方案通常采用线性电源，即功率器件运行在放大区，这种方案效率低，损耗大，尤其是在大功率激光器应用场合热损耗尤为明显。

为了解决线性电源效率低下问题，目前激光器驱动电源也会采用开关电源方案，为实现低电流纹波，开关电源必须采用电感和电容进行滤波，滤波后的电流脉冲上升和下降速度也无法与线性电源媲美，在一些对激光电源品质要求高的场合无法使用。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种具有低纹波电流、高效率的高功率激光器驱动电源。

本发明所述的激光器驱动电源由整流电路、预充电电路、DC/DC稳压模块、隔离DC/DC模块、交错并联模块、控制模块、电压采样模块、电流采样模块、输出开关、续流二极管组成。

上述激光驱动电源的整流电路，将工频交流电转化为直流电，整流电路由三相不控整流桥构成，除可以交流供电外，也可以适用直流供电，例如将蓄电池接入到输入端任意两极。

优选地，所述的预充电电路采用电阻与接触器并联，所述的预充电电路用于限制上电时的冲击电流，使母线滤波电容缓充电。

所述激光器电源的DC/DC稳压模块，将整流模块输出的直流电压变换为激光器所需的电压等级，DC/DC稳压模块可以是Buck电路、Boost电路或升/降压电路拓扑结构。根据激光器所需的电压等级选配不同的电路拓扑，在激光所需电压小于输入电压应用场合，选用Buck电路，在激光所需电压大于输入电压的应用场合，在激光电源电压与输入电压相近的场合选用升降压电路。

所述的激光器驱动电源隔离DC/DC模块，其输出与输入通过高频隔离变压器进行隔离，优选地，所述隔离DC/DC模块采用LLC谐振软开关拓扑，通过控制开关频率来控制输出电压。

所述交错并联模块是有多个Buck电路交错并联构成，交错并联模块用于控制激光器的电流。

优选地，所述控制模块选用数字信号处理器(DSP)，所述控制模块用于控制交错并联模块的使能，并作为电源的故障保护单元对所述电源的输出过压、输出过流、输出欠电流、输入欠压故障做成保护。同时，所述的控制模块还具备对外通信接口。

优选地，所述的输出开关采用IGBT，所述输出开关用于控制电源脉冲的输出。

优选地，所述的续流二极管选用快恢复二极管，所述的续流二极管主要作用是在所述的输出开关关断时刻提供电流的续流。

优选地，所述电压采样模块采用电阻分压方案，所述的电压采样模块用于测量输出电压。

优选地，所述电流采样模块采用霍尔传感器，所述电流采样模块测量输出电流用于故障保护。

本发明专利提供的激光器驱动电源装置，通过上述结构及其作用，针对大功率激光器可以实现高效率、低电流纹波的特征，且具有快速的动态响应特性。

附图说明