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一种 激光器驱动电路

阅读：360发布：2024-02-15

专利汇可以提供一种激光器驱动电路专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种激光器驱动电路，当MOS管M1和M2同时导通时，电感L1储能，变压器 T2不向次级输出能量，M1关断，变压器T2将电感L1中的能量输出到次级，又M1和M2同时导通，L1再次储能，关断M2，变压器T2再次向次级输出能量，如此循环。变压器T2两个初级线圈中点的电压会高于输入电压，再经过变压器T2的再一级升压得到次级所需要的电压。电容C1上的电压略高于负载所需要的电压时，关断M1和M2，不再给电容C1充电，电容C1通过电阻 R1-R3缓慢放电，达到负载所需电压时，触发可控硅 THY1，电容C1向负载放电，放电电流为零时，可控硅THY1自行关断，完成一次脉冲放电。然后再开启M1和M2，进行下一个脉冲放电过程，如此循环。，下面是一种激光器驱动电路专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种激光器驱动电路，包括：正输入端Vin+和负输入端Vin-，其中正输入端Vin+分别连接电感L1和电阻R5的一端，电感L1的另外一端连接变压器T2初级线圈的中间点，变压器T2初级线圈的两个输入端中的一个分别连接MOS管M2的漏极和TVS管Z1的阴极，变压器T2初级线圈的两个输入端中的另外一个分别连接只MOS管M1的漏极和TVS管Z2的阴极，变压器T2次级线圈的两个输出端中的一个分别连接到二极管D1的阳极和二极管D3的阴极，另外一个输出端分别连接到二极管D2的阳极和二极管D4的阴极，二极管D1和二极管D2阴极相连后分别连接至电容C1的一端、电阻R1的一端以及可控硅THY1的阳极，二极管D3和二极管D4的阳极连接后分别连接到电容C1的另外一端、电容C2的一端、电阻R2的一端、隔离电压采样VSEN1的一输入端以及负载的一端，电阻R1的另外一端与电阻R3的一端连接，电阻R3的另外一端分别连接至隔离电压采样VSEN1的另外一输入端、电阻R2的另外一端以及电容C2的另外一端，可控硅的阴极分别连接至负载的另外一端和变压器T1次级线圈的一输出端，可控硅的G门连接至变压器T1次级线圈的另外一输出端，电阻R5的另外一端分别连接至电阻R6的一端、电容C3的一端以及变压器T1初级线圈的一输入端，其中的负输入端Vin-分别连接至MOS管M3的源极、电阻R4的一端、电阻R6的另外一端、电容C3的另外一端、MOS管M1和M2的源极以及TVS管Z1和Z2的阳极，其中MOS管M2的门极连接至电阻R7的一端，MOS管M1的门极连接至电阻R8的一端，电阻R7的另外一端通过驱动电路Q1连接至MCU，电阻R8的另外一端通过驱动电路Q2连接至MCU，电阻R4的另外一端分别连接至MCU和隔离电压采样VSEN1的输出端，MOS管M3的门极连接至MCU，漏极连接至变压器T1初级线圈的另外一个输入端。
2.根据权利要求1的激光器驱动电路，其中，电感L1可为100uH，输入电压为300V，MOS管M1和M2 开关频率为70kHz，电阻R5为200KΩ，电阻R6为2KΩ，电容C3为0.1uF，变压器T2变比为1比1比50。
3.根据权利要求1的激光器驱动电路的工作方法，其中当MOS管M1和M2同时导通时，电感L1储能，变压器T2不向次级输出能量，M1关断，变压器T2将电感L1中的能量输出到次级，又M1和M2同时导通，L1再次储能，关断M2，变压器T2再次向次级输出能量，如此循环。变压器T2两个初级线圈中点的电压会高于输入电压，再经过变压器T2的再一级升压得到次级所需要的电压。电容C1上的电压略高于负载所需要的电压时，关断M1和M2，不再给电容C1充电，电容C1通过电阻R1-R3缓慢放电，达到负载所需电压时，触发可控硅THY1，电容C1向负载放电，放电电流为零时，可控硅THY1自行关断，完成一次脉冲放电。然后再开启M1和M2，进行下一个脉冲放电过程，如此循环。

说明书全文

一种激光器驱动电路

技术领域

[0001] 本发明涉及一种激光器驱动电路，主要涉及一种固体或气体激光器的驱动电路，属于光电子技术领域。

背景技术

[0002] 固体或气体激光器属于非常常用的两种激光器，针对不同的激光器，其驱动电路可能是不同的，驱动电路的可控性、稳定性以及高效率的稳定运行是激光器出现以来不断的发展方向，几乎所有的激光器驱动电路一直在追求这些目标的不断优化和提升，因为驱动电路的这些指标直接决定着激光器的工作性能。目前多数的激光器驱动电路往往是一种电路结构只适用于一种激光器使用，而如果换一种激光器，则可能就不能使用，并且现有的驱动电路都存在着功耗大、效率低、放电不稳定、缺乏有效的保护电路等突出问题，本发明正是针对这些缺陷提出来的，根据本发明的驱动电路可有效解决上面的技术问题，并且根据不同的输出电压要求，只要适当的改变电路中的变压器，即可将该电路结构应用于固体激光器或气体激光器。

发明内容

[0003] 根据本发明的一实施例，提供了一种激光器驱动电路，包括：正输入端Vin+和负输入端Vin-，其中正输入端Vin+分别连接电感L1和电阻R5的一端，电感L1的另外一端连接变压器T2初级线圈的中间点，变压器T2初级线圈的两个输入端中的一个分别连接MOS管M2的漏极和TVS管Z1的阴极，变压器T2初级线圈的两个输入端中的另外一个分别连接只MOS管M1的漏极和TVS管Z2的阴极，变压器T2次级线圈的两个输出端中的一个分别连接到二极管D1的阳极和二极管D3的阴极，另外一个输出端分别连接到二极管D2的阳极和二极管D4的阴极，二极管D1和二极管D2阴极相连后分别连接至电容C1的一端、电阻R1的一端以及可控硅THY1的阳极，二极管D3和二极管D4的阳极连接后分别连接到电容C1的另外一端、电容C2的一端、电阻R2的一端、隔离电压采样VSEN1的一输入端以及负载的一端，电阻R1的另外一端与电阻R3的一端连接，电阻R3的另外一端分别连接至隔离电压采样VSEN1的另外一输入端、电阻R2的另外一端以及电容C2的另外一端，可控硅的阴极分别连接至负载的另外一端和变压器T1次级线圈的一输出端，可控硅的G门连接至变压器T1次级线圈的另外一输出端，电阻R5的另外一端分别连接至电阻R6的一端、电容C3的一端以及变压器T1初级线圈的一输入端，其中的负输入端Vin-分别连接至MOS管M3的源极、电阻R4的一端、电阻R6的另外一端、电容C3的另外一端、MOS管M1和M2的源极以及TVS管Z1和Z2的阳极，其中MOS管M2的门极连接至电阻R7的一端，MOS管M1的门极连接至电阻R8的一端，电阻R7的另外一端通过驱动电路Q1连接至MCU，电阻R8的另外一端通过驱动电路Q2连接至MCU，电阻R4的另外一端分别连接至MCU和隔离电压采样VSEN1的输出端，MOS管M3的门极连接至MCU，漏极连接至变压器T1初级线圈的另外一个输入端。

[0004] 根据本发明的一实施例，其中，电感L1可为100uH，输入电压为300V，MOS管M1和M2 开关频率为70kHz，电阻R5为200KΩ，电阻R6为2KΩ，电容C3为0.1uF，变压器T2变比为1比1比50。

[0005] 根据本发明的一实施例，提供了一种激光器驱动电路的工作方法，其中当MOS管M1和M2同时导通时，电感L1储能，变压器T2不向次级输出能量，M1关断，变压器T2将电感L1中的能量输出到次级，又M1和M2同时导通，L1再次储能，关断M2，变压器T2再次向次级输出能量，如此循环。变压器T2两个初级线圈中点的电压会高于输入电压，再经过变压器T2的再一级升压得到次级所需要的电压。电容C1上的电压略高于负载所需要的电压时，关断M1和M2，不再给电容C1充电，电容C1通过电阻R1-R3缓慢放电，达到负载所需电压时，触发可控硅THY1，电容C1向负载放电，放电电流为零时，可控硅THY1自行关断，完成一次脉冲放电。然后再开启M1和M2，进行下一个脉冲放电过程，如此循环。附图说明

[0006] 附图1是本发明的驱动电路示意图；

具体实施方式

[0007] 下面将在结合附图的基础上详细描述本发明的激光器驱动电路，该激光器驱动电路包括：正输入端Vin+和负输入端Vin-，其中正输入端Vin+分别连接电感L1和电阻R5的一端，电感L1的另外一端连接变压器T2初级线圈的中间点，变压器T2初级线圈的两个输入端中的一个分别连接MOS管M2的漏极和TVS管Z1的阴极，变压器T2初级线圈的两个输入端中的另外一个分别连接只MOS管M1的漏极和TVS管Z2的阴极，变压器T2次级线圈的两个输出端中的一个分别连接到二极管D1的阳极和二极管D3的阴极，另外一个输出端分别连接到二极管D2的阳极和二极管D4的阴极，二极管D1和二极管D2阴极相连后分别连接至电容C1的一端、电阻R1的一端以及可控硅THY1的阳极，二极管D3和二极管D4的阳极连接后分别连接到电容C1的另外一端、电容C2的一端、电阻R2的一端、隔离电压采样VSEN1的一输入端以及负载的一端，电阻R1的另外一端与电阻R3的一端连接，电阻R3的另外一端分别连接至隔离电压采样VSEN1的另外一输入端、电阻R2的另外一端以及电容C2的另外一端，可控硅的阴极分别连接至负载的另外一端和变压器T1次级线圈的一输出端，可控硅的G门连接至变压器T1次级线圈的另外一输出端，电阻R5的另外一端分别连接至电阻R6的一端、电容C3的一端以及变压器T1初级线圈的一输入端，其中的负输入端Vin-分别连接至MOS管M3的源极、电阻R4的一端、电阻R6的另外一端、电容C3的另外一端、MOS管M1和M2的源极以及TVS管Z1和Z2的阳极，其中MOS管M2的门极连接至电阻R7的一端，MOS管M1的门极连接至电阻R8的一端，电阻R7的另外一端通过驱动电路Q1连接至MCU，电阻R8的另外一端通过驱动电路Q2连接至MCU，电阻R4的另外一端分别连接至MCU和隔离电压采样VSEN1的输出端，MOS管M3的门极连接至MCU，漏极连接至变压器T1初级线圈的另外一个输入端。

[0008] 其中电阻R5，R6，C3组成输入电压采样电路，当输入电压过高时，MCU封锁M1，M2的触发脉冲，实现对电路的保护，MOS管M1，M2实现电路开关，完成电压调制，电阻R7，R8加上额外的驱动电路Q1和Q2构成M1，M2的驱动电路，L1为储能电感，T2为升压变压器，D1-D4为次级整流二极管，C1为储能滤波电容，电阻R1-R4，电容C2，隔离电压采样VSEN1构成输出电压采样电路，同时，电阻R1-R3有调节C1电压的作用，可控硅THY1用于构成C1向负载放电的开关，MOS管M3和变压器T1构成可控硅THY1的驱动电路，MCU为主控单元。

[0009] 当MOS管M1和M2同时导通时，电感L1储能，变压器T2不向次级输出能量，M1关断，变压器T2将电感L1中的能量输出到次级，又M1和M2同时导通，L1再次储能，关断M2，变压器T2再次向次级输出能量，如此循环。变压器T2两个初级线圈中点的电压会高于输入电压，再经过变压器T2的再一级升压得到次级所需要的电压。电容C1上的电压略高于负载所需要的电压时，关断M1和M2，不再给电容C1充电，电容C1通过电阻R1-R3缓慢放电，达到负载所需电压时，触发可控硅THY1，电容C1向负载放电，放电电流为零时，可控硅THY1自行关断，完成一次脉冲放电。然后再开启M1和M2，进行下一个脉冲放电过程，如此循环。

[0010] 通过M1和M2同时导通，再关断其中一个，这种控制方式，先对输入电压进行一次升压，使变压器初级终点的电压高于输入电压，再经过变压器一级升压达到所需次级电压，两次升压过程降低变压器的匝比，降低了变压器的设计难度。并且整个系统具有稳定可靠，功耗低，效率高等诸多优点。

[0011] 在一个具体的实施例中，电感L1可为100uH，输入电压为300V，MOS管M1和M2开关频率为70kHz，电阻R5为200KΩ，电阻R6为2KΩ，电容C3为0.1uF，变压器T2变比为1比1比50。其他的器件的参数可根据需要驱动的激光器类型和激光器的具体输出要求进行合理选择，本领域技术人员根据该电路图的结构和运行原理以及实际输出需求是可简单计算得出的，此处不再进行详细介绍。

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