[发明专利]一种数字式激光泵浦源

摘要

本发明的一种数字式激光泵浦源属于电子设备技术领域，结构有电流驱动模块(9)、温度控制模块(12)、激光器模块(15)和前面板(16)，其特征在于，结构还有单片机模块(1)、显示模块(2)、指示灯模块(3)、按键模块(4)、编码器模块(5)、PC通信模块(6)、软启动模块(7)、第一数模转换模块(8)、功率取样模块(10)、第二数模转换模块(11)、温度取样模块(13)和模数转换模块(14)。本发明基于单片机控制，具有功能丰富、升级方便、可程控等优点，且本发明还有超温报警和软启动等功能，安全性高，使用寿命长。

主权项

1.一种数字式激光泵浦源，结构有电流驱动模块(9)、温度控制模块(12)、激光器模块(15)和前面板(16)，其特征在于，结构还有单片机模块(1)、显示模块(2)、指示灯模块(3)、按键模块(4)、编码器模块(5)、PC通信模块(6)、软启动模块(7)、第一数模转换模块(8)、功率取样模块(10)、第二数模转换模块(11)、温度取样模块(13)和模数转换模块(14)；所述的单片机模块(1)的结构为，单片机U1的电源端和接地端分别接+5V电源和数字地，电源端还通过电容C1接数字地，端口X1和端口X2之间接晶振Y1，端口X1和端口X2还分别通过电容C2和电容C3接数字地，端口P00～端口P07分别通过电阻R1～电阻R8接+5V电源，所述的单片机U1的型号是STC89C51；所述的显示模块(2)的结构为，显示屏U2的端口D0～端口D7分别接单片机U1的端口P00～端口P07，显示屏U2的端口EN、端口R/W和端口RS分别接单片机U1的端口P10、端口WR和端口RD，显示屏U2的端口VL和端口BL‑接数字地，端口BL+接滑动变阻器W1的滑线端，端口VDD和端口VSS分别接+5V电源和数字地，端口VDD和端口VSS之间还接有电容C4，滑动变阻器W1的一端接+5V电源，另一端接数字地，所述的显示屏U2的型号为LCD1602；所述的指示灯模块(3)的结构为，电阻R13和电阻R14的一端共同接单片机U1的端口P11，另一端分别接场效应管Q1和场效应管Q2的栅极，电阻R15和电阻R16的一端分别接单片机U1的端口P12和端口P13，另一端分别接场效应管Q3和场效应管Q4的栅极，场效应管Q1的漏极接模拟地，源极接电阻R9的一端，场效应管Q2～场效应管Q4的源极均接模拟地，漏极分别接电阻R10～电阻R12的一端，电阻R9～电阻R12的另一端分别接发光二极管D1～发光二极管D4的阴极，发光二极管D1～发光二极管D4的阳极均接+12V电源；所述的按键模块(4)的结构为，开关S1～开关S6的一端与电容C5～电容C10的一端均接数字地，开关S1～开关S6的另一端分别接电容C5～电容C10的另一端，还分别接电阻R17～电阻R22的一端，还分别接施密特触发器U3A～施密特触发器U3F的输入端，电阻R17～电阻R22的另一端均接5V电源，施密特触发器U3A～施密特触发器U3F的输出端分别接单片机U1的端口P14～端口P17、端口P20～端口P21共6个端口；所述的编码器模块(5)的结构为，旋转编码器Encoder1的1脚接电阻R23的一端、电容C11的一端和施密特触发器U4A的输入端，2脚接电阻R24的一端、电容C12的一端和施密特触发器U4B的输入端，3脚接数字地，电阻R23和电阻R24的另一端均接+5V电源，电容C11和电容C12的另一端均接数字地，施密特触发器U4A和施密特触发器U4B的输出端分别接单片机U1的中断口INT0和中断口INT1；所述的PC通信模块(6)的结构为，电平转换芯片U15的端口VCC和端口GND分别接+5V电源和数字地，端口V+通过电容C13接+5V电源，端口V‑通过电容C14接数字地，端口C1+和端口C1‑之间接电容C15，端口C2+和端口C2‑之间接电容C16，端口T1IN和端口R1OUT分别接单片机U1的端口TXD和端口RXD，端口R1IN和端口T1OUT分别接D形接口J1的3脚和2脚，D形接口J1的5脚接数字地，所述的电平转换芯片U15的型号是MAX232，D形接口J1是一个9针D形接口；所述的软启动模块(7)的结构为，电阻R25的一端接单片机U1的端口P22，另一端接三极管Q5的基极，三极管Q5的发射极接+5V电源，集电极接电阻R26的一端、电容C17的一端和场效应管Q6的栅极，电阻R26和电容C17的另一端均接模拟地，场效应管Q6的源极接模拟地，漏极记为端口SoftStart，与电流驱动模块(9)的端口SoftStart_in相连；所述的第一数模转换模块(8)的结构为，数模转换器U6的数字信号输入端口与单片机U1的端口P0相连，数模转换器U6的端口BYTE1/BYTE2与单片机U1的端口P23相连，数模转换器U5的端口CS与单片机U1的端口P24相连，数模转换器U5的端口WR1、端口WR2均与单片机U1的端口WR相连，端口XFER与单片机U1的端口RD相连，数模转换器U6的电源端接+5V电源，端口DGND接数字地，端口AGND和端口Iout2接模拟地，端口Rfb通过可调电阻W2接模拟地，端口Iout1接运放U7A的同相输入端，运放U7A的正负电源端分别接+12V电源和模拟地，反相输入端和输出端之间接电阻R27，反相输入端还通过电阻R28接模拟地，数模转换器U6的参考电压输入端Vref记为端口Vref_in1，接模数转换模块(14)中的端口V_refer，运放U7A的输出端记为端口I_ctr，与电流驱动模块(9)中的端口I_ctr_in相连；所述的数模转换器U6的型号是DAC1232LCJ；所述的电流驱动模块(9)的结构为，电阻R29的一端记为端口I_ctr_in，另一端接运放U7B的同相输入端，并记为端口SoftStart_in，运放U7B的反相输入端和输出端之间接电容C18，输出端接场效应管Q7的栅极，场效应管Q7的漏极接+12V电源，源极接激光器模块(15)的端口LD+，运放U7B的反相输入端接电阻R30的一端和电阻R31的一端，电阻R30的另一端接+12V电源，电阻R31的另一端接运放U8A的输出端和可调电阻W3的一端，并作为电流驱动模块的电流反馈端，记为端口I_F，接模数转换模块(14)中的端口I_F_in，可调电阻W3的另一端接电阻R32的一端，电阻R32的另一端接电阻R33的一端和运放U8A的反相输入端，电阻R33的另一端接模拟地，运放U8A的正负电源端分别接+12V电源和模拟地，同相输入端接电阻R34的一端，电阻R34的另一端接电阻Rs1的一端，还接激光器模块(15)的端口LD‑，电阻Rs1的另一端接模拟地；所述的功率取样模块(10)的结构为，运放U8B的反相输入端和输出端之间接电阻R36，同相输入端接电阻R35的一端，还接激光器模块(15)的端口PD+，电阻R35的另一端接运放U9A的同相输入端，还接激光器模块(15)的端口PD‑，运放U9A的正负电源端分别接+12V电源和模拟地，反相输入端通过电阻R38接模拟地，反相输入端和输出端之间接电阻R39，反相输入端还接电阻R40的一端，电阻R40的另一端接电阻R37的一端和运放U8B反相输入端，电阻R37的另一端接运放U9A的输出端，运放U8B的输出端作为功率反馈端，记为端口P_F，接模数转换模块(14)中的端口P_F_in；所述的第二数模转换模块(11)的结构为，数模转换器U10的数字信号输入端口与单片机U1的端口P0相连，数模转换器U10的端口BYTE1/BYTE2与单片机U1的端口P23相连，数模转换器U10的端口CS与单片机U1的端口P25相连，数模转换器U10的端口WR1、端口WR2均与单片机U1的端口WR相连，端口XFER与单片机U1的端口RD相连，数模转换器U10的电源端接+5V电源，端口DGND接数字地，端口AGND和端口Iout2接模拟地，端口Rfb通过可调电阻W4接模拟地，端口Iout1接运放U9B的同相输入端，运放U9B的反相输入端和输出端之间接电阻R41，反相输入端还通过电阻R42接模拟地，数模转换器U10的参考电压输入端Vref记为端口Vref_in2，接模数转换模块(14)中的端口V_refer，运放U9B的输出端记为端口T_ctr，与温度控制模块(12)中的端口T_ctr_in相连；所述的数模转换器U10的型号是DAC1232LCJ；所述的温度控制模块(12)的结构为，运放U11A的正负电源端分别接+12V电源和模拟地，同相输入端记为端口T_ctr_in，反相输入端和输出端之间接电容C19，反相输入端还接运放U12B的输出端，运放U11A的输出端接电阻R43的一端、电阻R44的一端和电容C20的一端，电容C20的另一端接+5V电源，电阻R43的另一端接运放U11B的反相输入端，电阻R44的另一端接达林顿管Q8和达林顿管Q10的基极，达林顿管Q8和达林顿管Q10的集电极分别接+12V电源和模拟地，发射极接在一起，还和电阻Rs2的一端以及运放U12A的同相输入端相连，电阻Rs2的另一端和运放U12B的同相输入端相连，还接激光器模块(15)的端口TEC+，运放U12A的正负电源端分别接+12V电源和模拟地，反相输入端和输出端之间接电阻R50，反相输入端还接电阻R51的一端和电阻R49的一端，电阻R51的另一端接+5V电源，电阻R49的另一端接电阻R48的一端、电阻R47的一端和运放U12B的反相输入端，电阻R48的另一端接运放U12A的输出端，电阻R47的另一端接运放U12B的输出端，运放U11B的同相输入端接+5V电源，反相输入端和输出端之间接电阻R45，输出端接电阻R46的一端和电容C21的一端，电容C21的另一端接+5V电源，电阻R46的另一端接达林顿管Q9和达林顿管Q11的基极，达林顿管Q9和达林顿管Q11的集电极分别接+12V电源和模拟地，发射极接在一起，还接激光器模块(15)中的端口TEC‑；所述的温度取样模块(13)的结构为，稳压二极管D5的阴极接+5V电源，阳极接电阻R52的一端和运放U13A的同相输入端，电阻R52的另一端接模拟地，运放U13A的正负电源端分别接+12V电源和模拟地，反相输入端和输出端之间接电容C22，输出端接电阻R54的一端，反相输入端接电阻R53的一端和三极管Q12的发射极，电阻R53的另一端接+5V电源，电阻R54的另一端接三极管Q12的基极，三极管Q12的集电极接电阻R55的一端，还接激光器模块(15)的端口NTC+，电阻R55的另一端接运放U13B的同相输入端，运放U13B的反相输入端通过电阻R57接模拟地，反相输入端和输出端之间接相互串联的电阻R56和可调电阻W5；输出端作为温度反馈端，记为端口T_F，接模数转换模块(14)的端口T_F_in；所述模数转换模块(14)的结构为，模数转换器U14的端口CLK通过电容C23接数字地，端口CS接单片机U1的端口P26，端口RD、端口WR分别接单片机U1的端口RD、端口WR，端口HBEN接单片机U1的端口P23，端口SHDN接+5V电源，模数转换器U14的数据输出端和单片机U1的P0端口相连，模数转换器U14的端口Vdd接+5V电源，端口DGND接数字地，端口AGND接模拟地，端口INT接单片机U1的端口P27，端口CH0、端口CH4、端口CH5、端口CH6和端口CH7均接模拟地，端口REF和端口REFADJ分别通过电容C25和电容C24接模拟地，端口REF还接运放U15A的同相输入端，运放U15A的正负电源端分别接+12V电源和模拟地，反相输入端和输出端相连，并作为参考电压端，记为端口V_refer，模数转换器U14的端口CH1通过电容C26接模拟地，并作为电流反馈输入端，记为端口I_F_in，端口CH2通过电容C27接模拟地，并作为功率反馈输入端，记为端口P_F_in，端口CH3通过电容C28接模拟地，并作为温度反馈输入端，记为端口T_F_in；所述的前面板(16)的结构有，显示屏(1601)、电源开关(1602)、模式选择按键(1603)、恒流指示灯(1604)、恒功率指示灯(1605)、功率设置按键(1606)、限流设置按键(1607)、电流设置按键(1608)、温度设置按键(1609)、参数调节旋钮(1610)、超温报警指示灯(1611)、输出控制按键(1612)、激光输出指示灯(1613)和激光输出端口(1614)；其中，显示屏(1601)是显示模块(2)中所述的显示屏U2，型号为LCD1602，电源开关(1602)是整个装置的总开关，模式选择按键(1603)、功率设置按键(1606)、限流设置按键(1607)、电流设置按键(1608)、温度设置按键(1609)和输出控制按键(1612)这6个按键分别是按键模块(4)中的开关S1～开关S6，恒流指示灯(1604)、恒功率指示灯(1605)、超温报警指示灯(1611)和激光输出指示灯(1613)这4个指示灯分别是指示灯模块(3)中的发光二极管D1～发光二极管D4，参数调节旋钮(1610)是编码器模块(5)中所述的旋转编码器Encoder1，激光输出端口(1614)与激光器模块(15)的尾纤相连。