脉冲激光发光板控制电路及脉冲激光电源的制作方法

1.本实用新型属于脉冲激光电源技术领域，尤其涉及一种脉冲激光发光板控制电路及脉冲激光电源。


背景技术：

2.传统激光电路控制系统中，多采用原始低性能的8位微处理，主频率较低，性能较差，导致脉冲激光频率无法达100hz，从而影响了激光焊接、加工效果。并且，市面上大多脉冲激光驱动中反馈的实现均由软件实现，即先输出脉冲信号，再将脉冲信号输出至驱动电路，然后到激光负载灯，再通过普通电压互感器将负载电流信号反馈到前级；然后由主控cpu将信号作信号调理后送到主控cpu的adc信号采集口，再由主控cpu通过软件采集分析再生成调制差分量去调节前级输出脉冲信号，如此循环，实现激光发光板的控制。
3.传动激光电路采用此种控制方式，是因为其硬件电路结构中没有设置反馈电路，故只能耗费主控cpu的资源，导致主控cpu需要要花费一定时间在数据运算、分析、调制分量生成以及再调制上，导致产生时间差，进而导致反馈不实时，最终因硬件电路结构设计的局限性导致输出激光功率不稳定，稳定性和可靠性低。因此，实有必要设计一种脉冲激光发光板控制电路及脉冲激光电源。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种脉冲激光发光板控制电路及脉冲激光电源，旨在解决现有技术中激光电路控制系统因硬件电路结构设计的局限性导致激光输出的稳定性和可靠性低的技术问题。
5.为实现上述目的，本实用新型实施例提供一种脉冲激光发光板控制电路，包括：
6.发光板反馈电路，所述发光板反馈电路用于根据一外部输入信号生成反馈调制信号；
7.发光板主控电路，所述发光板主控电路与所述发光板反馈电路连接并用于根据反馈调制信号生成控制信号；
8.发光板输出电路，所述发光板输出电路与所述发光板主控电路连接并用于根据所述控制信号输出。
9.可选地，所述发光板反馈电路包括第一发光板反馈电路和第二发光板反馈电路，所述第一发光板反馈电路和所述第二发光板反馈电路均与所述发光板主控电路连接。
10.可选地，所述第一发光板反馈电路和第二发光板反馈电路均包括外部输入信号连接端口、第一比较器、第二比较器、dac转换芯片和第一运算放大器；所述外部输入信号连接端口与所述第一比较器的输入端连接，所述第一比较器的输出端与所述发光板主控电路连接，所述第二比较器与所述外部输入信号连接端口和所述dac转换芯片连接，所述第一运算放大器与所述dac转换芯片连接。
11.可选地，所述发光板主控电路包括第一发光板主控电路和第二发光板主控电路，
所述第一发光板主控电路与所述第一发光板反馈电路连接，所述第二发光板主控电路与所述第二发光板反馈电路连接。
12.可选地，所述第一发光板主控电路和所述第二发光板主控电路均包括第一主控芯片和第二主控芯片，所述第一主控芯片与所述第二比较器连接，所述第二主控芯片与所述第一主控芯片连接，所述第二主控芯片还与所述第一比较器连接。
13.可选地，所述发光板输出电路包括第一输出电路和第二输出电路，所述第一输出电路与所述第一发光板主控电路连接，所述第二输出电路与所述第二发光板主控电路连接。
14.可选地，所述第一输出电路和所述第二输出电路均包括多个反相器、第一输出端口和第二输出端口，各所述反相器的输入端均与所述第一主控芯片连接，所述第一输出端口和所述第二输出端口均与各所述反相器连接。
15.可选地，所述脉冲激光发光板控制电路还包括通用隔离输入电路，所述通用隔离输入电路与所述第一发光板主控电路和第二发光板主控电路均连接。
16.可选地，所述通用隔离输入电路包括通用隔离输入端和两个通用隔离光耦；两所述通用隔离光耦的输入端均与所述通用隔离输入端连接，一个所述通用隔离光耦的输出端与所述第一发光板主控电路的第一主控芯片连接，另一个所述通用隔离光耦的输出端与所述第二发光板主控电路的第一主控芯片连接。
17.本实用新型实施例提供的脉冲激光发光板控制电路中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：
18.本实用新型通过设置所述发光板反馈电路、发光板主控电路和发光板输出电路，从而使所述发光板反馈电路接收一外部输入信号后，并根据所述外部输入信号生成反馈调制信号，使所述发光板主控电路根据反馈调制信号生成控制信号，从而使所述发光板输出电路根据所述控制信号输出，进而通过优化硬件电路结构实现发光板调控输出过程中的信号反馈，提高反馈控制效率，提高激光输出的稳定性和可靠性。
19.为实现上述目的，本实用新型实施例还提供一种脉冲激光电源，所述脉冲激光电源包括上述的脉冲激光发光板控制电路。
20.本实用新型实施例提供的脉冲激光电源中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：
21.因所述脉冲激光电源包含所述脉冲激光发光板控制电路，故所述脉冲激光电源亦能实现发光板调控输出过程中的信号反馈，提高反馈控制效率，提高激光输出的稳定性和可靠性。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本实用新型实施例提供的脉冲激光发光板控制电路的电路结构框图；
24.图2为本实用新型实施例提供的脉冲激光发光板控制电路的电路原理图；
25.图3为本实用新型实施例提供的脉冲激光发光板控制电路的的第一发光板反馈电路的电路原理图；
26.图4为本实用新型实施例提供的脉冲激光发光板控制电路的的第二发光板反馈电路的电路原理图；
27.图5为本实用新型实施例提供的脉冲激光发光板控制电路的第一发光板主控电路与第一输出电路的组合电路原理图；
28.图6为本实用新型实施例提供的脉冲激光发光板控制电路的第二发光板主控电路与第二输出电路的组合电路原理图；
29.图7为本实用新型实施例提供的脉冲激光发光板控制电路的通用隔离输入电路的电路原理图。
30.其中，图中各附图标记：
31.发光板反馈电路500，第一发光板反馈电路510，第二发光板反馈电路520，发光板主控电路600，第一发光板主控电路610，第二发光板主控电路620，发光板输出电路700，第一输出电路710，第二输出电路720，通用隔离输入电路800。
具体实施方式
32.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型的实施例，而不能理解为对本实用新型的限制。
33.在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
34.应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
35.还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
36.如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
[0037]
另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0038]
在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、
“
在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
[0039]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0040]
在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
[0041]
在本实用新型的一个实施例中，如图1-图2所示，提供一种脉冲激光发光板控制电路，包括发光板反馈电路500、发光板主控电路600和发光板输出电路700。
[0042]
其中，所述发光板反馈电路500用于根据一外部输入信号生成反馈调制信号；
[0043]
所述发光板主控电路600与所述发光板反馈电路500连接并用于根据反馈调制信号生成控制信号；
[0044]
所述发光板输出电路700与所述发光板主控电路600连接并用于根据所述控制信号输出。
[0045]
本实用新型通过设置所述发光板反馈电路500、发光板主控电路600和发光板输出电路700，从而使所述发光板反馈电路500接收一外部输入信号后，并根据所述外部输入信号生成反馈调制信号，使所述发光板主控电路600根据反馈调制信号生成控制信号，从而使所述发光板输出电路700根据所述控制信号输出，进而通过优化硬件电路结构实现发光板调控输出过程中的信号反馈，提高反馈控制效率，提高激光输出的稳定性和可靠性。
[0046]
在本实用新型的另一个实施例中，如图3-图4所示，所述发光板反馈电路500包括第一发光板反馈电路510和第二发光板反馈电路520，所述第一发光板反馈电路510和所述第二发光板反馈电路520均与所述发光板主控电路600连接。通过将所述发光板反馈电路500设置为所述第一发光板反馈电路510和所述第二发光板反馈电路520，实现两路反馈，提高反馈效率。
[0047]
在本实用新型的另一个实施例中，如图3所示，所述第一发光板反馈电路510和第二发光板反馈电路520均包括外部输入信号连接端口、第一比较器、第二比较器、dac转换芯片和第一运算放大器；所述外部输入信号连接端口与所述第一比较器的输入端连接，所述第一比较器的输出端与所述发光板主控电路600连接，所述第二比较器与所述外部输入信号连接端口和所述dac转换芯片连接，所述第一运算放大器与所述dac转换芯片连接。
[0048]
具体地，如图3所示，所述第一发光板反馈电路510中，所述外部输入信号连接端口为第一霍尔电流变送器连接端口j7，所述第一比较器的标号为u15a-1，所述第二比较器的标号为u15b-1，所述dac转换芯片的标号为u14-1，所述第一运算放大器的标号为u18-1。
[0049]
优选地，所述第一比较器u15a-1和所述第二比较器u15b-1的型号优选为lm393，所述dac转换芯片u14-1的型号优选为dac0832，所述第一运算放大器u18-1的型号优选为
op07。
[0050]
具体地，如图4所示，所述第二发光板反馈电路520中，所述外部输入信号连接端口为第二霍尔电流变送器连接端口j9，所述第二霍尔电流变送器连接端口j9连接一霍尔电流变送器，所述第二霍尔电流变送器连接端口j9用于接收所述霍尔电流变送器的反馈电压，本申请中所述发光板反馈电路500根据一外部输入信号生成反馈调制信号，其中所述外部输入信号即为所述霍尔电流变送器的反馈电压。
[0051]
同理，所述第一霍尔电流变送器连接端口j7亦连接一霍尔电流变送器。
[0052]
进一步地，第二发光板反馈电路520中的所述第一比较器的标号为u15a-2，第二发光板反馈电路520中的所述第二比较器的标号为u15b-2，第二发光板反馈电路520中的所述dac转换芯片的标号为u14-2，第二发光板反馈电路520中的所述第一运算放大器的标号为u18-2。
[0053]
在本实用新型的另一个实施例中，如图5-图6所示，所述发光板主控电路600包括第一发光板主控电路610和第二发光板主控电路620，所述第一发光板主控电路610与所述第一发光板反馈电路510连接，所述第二发光板主控电路620与所述第二发光板反馈电路520连接。具体地，通过将所述发光板主控电路600设置为所述第一发光板主控电路610和所述第二发光板主控电路620，并使所述第一发光板主控电路610与所述第一发光板反馈电路510相连接实现对第一路的反馈，使所述第二发光板主控电路620与所述第二发光板反馈电路520相连接实现对第二路的反馈，如此，实现双反馈的控制，提升反馈控制效率。
[0054]
在本实用新型的另一个实施例中，如图5所示，所述第一发光板主控电路610和所述第二发光板主控电路610均包括第一主控芯片和第二主控芯片，所述第一主控芯片与所述第二比较器连接，所述第二主控芯片与所述第一主控芯片连接，所述第二主控芯片还与所述第一比较器连接。
[0055]
具体地，如图5所示，所述第一发光板主控电路610中的所述第一主控芯片的标号为u6-1，所述第二主控芯片的标号为u3-1。所述第一主控芯片u6-1的第二十三引脚与所述第二比较器u15b-1的第七引脚连接，所述第二主控芯片u3-1的第七引脚与所述第一主控芯片u6-1的第二十四引脚连接，所述第二主控芯片u3-1的第二引脚与所述第一比较器u15a-1的输出端连接。
[0056]
具体地，如图6所示，所述第二发光板主控电路620中的所述第二主控芯片的标号为u6-2，所述第二发光板主控电路620中的所述第二主控芯片的标号为u3-2。所述第二发光板主控电路620中的所述第一主控芯片u6-2的第二十三引脚与所述第二比较器u15b-2的第七引脚连接，所述第二发光板主控电路620中的所述第二主控芯片u3-2的第七引脚与所述第一主控芯片u6-2的第二十四引脚连接，所述第二发光板主控电路620中的所述第二主控芯片u3-2的第二引脚与所述第一比较器u15a-2的输出端连接。
[0057]
进一步地，所述第一发光板反馈电路510与所述第一发光板主控电路610的工作原理如下：
[0058]
如图5所示，由本领域普通技术人员在所述dac转换芯片u14-1内根据实际需求预先设置基准电压，接着由所述dac转换芯片u14-1将基准电压输出至所述第一运算放大器u18-1，经所述第一运算放大器u18-1的放大后输出至所述第二比较器u15b的第五引脚；同时，所述第一霍尔电流变送器连接端口j7接收到的霍尔电流变送器的反馈电压输出至所述
第二比较器u15b的第六引脚，基准电压与反馈电压经过所述第二比较器u15b的比较之后，自动输出一反馈调制信号，并经所述第二比较器u15b的输出端输出至所述第一主控芯片u6-1的第二十三引脚，所述第一主控芯片u6-1根据所述反馈调制信号生成控制信号输出至所述发光板输出电路700，由所述发光板输出电路700输出，进而实现反馈控制。
[0059]
在整个反馈控制过程中，通过设置所述第二比较器u15b，利用比较器的硬件特性，当所述第二比较器u15b的输入端输入基准电压与反馈电压时，所述第二比较器u15b自动计算出反馈调制信号，并输出至所述第一主控芯片u6-1，进而避免了现有技术中需要利用所述第一主控芯片u6-1来计算后生成所述反馈调制信号带来的占用主控芯片的资源，导致产生时间差后输出稳定性差的问题，从而提高反馈控制效率，提高激光输出的稳定性和可靠性。
[0060]
因所述第一发光板反馈电路510和所述第一发光板主控电路610的电路结构与所述所述第二发光板反馈电路520和所述第二发光板主控电路620的电路结构相同，故本领域技术人员李应根据上述所述第一发光板反馈电路510与所述第一发光板主控电路610的工作原理描述知晓所述第二发光板反馈电路520与所述第二发光板主控电路620的工作原理，故对于所述第二发光板反馈电路520与所述第二发光板主控电路610的工作原理，本申请不再赘述。
[0061]
优选地，所述第一发光板主控电路610中的所述第一主控芯片的标号为u6-1和所述第二发光板主控电路620中的所述第一主控芯片的标号为u6-2的型号优选为atc89c51(40)。所述第一发光板主控电路610中的所述第二主控芯片u3-1和所述第二发光板主控电路620中的所述第二主控芯片u3-2的型号优选为ne555。
[0062]
在本实用新型的另一个实施例中，如图5-图6所示，所述发光板输出电路700包括第一输出电路710和第二输出电路720，所述第一输出电路710与所述第一发光板主控电路610连接，所述第二输出电路720与所述第二发光板主控电路620连接。具体地，通过设置所述第一输出电路710和所述第二输出电路720，使可以实现双路独立脉冲输出，进一步提升输出效率。
[0063]
在本实用新型的另一个实施例中，如图5-图6所示，所述第一输出电路710和所述第二输出电路720均包括多个反相器、第一输出端口和第二输出端口，各所述反相器的输入端均与所述第一主控芯片连接，所述第一输出端口和所述第二输出端口均与各所述反相器连接。
[0064]
具体地，如图5所示，所述第一输出电路710中的反相器的标号为u1a、u1b、u1c、u1d、u1e、u2a、u2b、u2c、u2d和u2e，其中，反相器u2a、u2b、u2c、u2d和u2e的输入端分别与所述第一主控芯片u6-1的第一至第五引脚连接，反相器u1a、u1b、u1c、u1d和u1e的输入端分别与反相器u2a、u2b、u2c、u2d和u2e的输出端连接，反相器u1a、u1b和u1c的输出端与所述第一输出端口连接，反相器u1e的输出端与所述第二输出端口连接。
[0065]
所述第一输出端口的标号为j1，所述第一输出端口j1与一scr可控硅板连接，所述第一输出端口j1的第六引脚、第四引脚和第二引脚分别与反相器u1a、u1b和u1c连接。所述第一主控芯片u6-1生成的控制信号经所述第一输出端口j1输出至所述scr可控硅板。
[0066]
所述第二输出端口的标号为j2，所述第二输出端口j2与一igbt驱动板#1指示灯连接，所述第一主控芯片u6-1生成的控制信号经所述第而输出端口j2输出至所述igbt驱动
板#1指示灯。
[0067]
所述第一输出电路中710的各所述反相器的型号优选为74hc14。
[0068]
进一步地，如图6所示，在所述第二输出电路720中，所述第二输出电路720中的反相器的标号与所述第一输出电路710中的反相器的标号相同，所述第二输出电路720中的反相器与所述第一输出电路710中的反相器的连接方式亦相同，故本申请不再赘述。所述第二输出电路720中的反相器的型号优选为74hc14。
[0069]
所述第二输出电路720中的第一输出端口的标号为j3，所述第一输出端口j3与一scr驱动板#2指示灯连接，所述第一主控芯片u6-2生成的控制信号经所述第一输出端口j3输出至所述scr驱动板#2指示灯。
[0070]
所述第二输出端口的标号为j4，所述第二输出端口j4与一igbt驱动板连接，所述第一主控芯片u6-2生成的控制信号经所述第二输出端口j4输出至所述igbt驱动板。
[0071]
在本实用新型的另一个实施例中，如图1和图7所示，所述脉冲激光发光板控制电路还包括通用隔离输入电路800，所述通用隔离输入电路800与所述第一发光板主控电路610和第二发光板主控电路620均连接。
[0072]
具体地，所述通用隔离输入电路800包括通用隔离输入端j6和两个通用隔离光耦；两所述通用隔离光耦的输入端均与所述通用隔离输入端连接，一个所述通用隔离光耦的输出端与所述第一发光板主控电路610的第一主控芯片连接，另一个所述通用隔离光耦的输出端与所述第二发光板主控电路620的第一主控芯片连接。其中，两个所述通用隔离光耦分别为通用隔离光耦u9和通用隔离光耦u10，通用隔离光耦u9的输入端与所述通用隔离输入端j6的第八引脚连接，通用隔离光耦u10的输入端与所述通用隔离输入端j6的第二引脚连接，通用隔离光耦u9的输出端与所述第一主控芯片u6-1的第二十七引脚连接，通用隔离光耦u10的输出端与所述第而主控芯片u6-2的第二十七引脚连接。
[0073]
进一步地，通用隔离光耦u9和通用隔离光耦u10的型号优选为pcb17。
[0074]
在本实用新型的另一个实施例中，如图1-图2所示，还提供一种脉冲激光电源，所述脉冲激光电源包括上述的脉冲激光发光板控制电路。
[0075]
因所述脉冲激光电源包含所述脉冲激光发光板控制电路，故所述脉冲激光电源亦能实现发光板调控输出过程中的信号反馈，提高反馈控制效率，提高激光输出的稳定性和可靠性。
[0076]
需要说明的是，本申请重在保护硬件电路结构，本领域普通技术人员理应根据本申请提供的芯片型号知晓其如何编程以实现本申请所述电源功能，故，对于软件编程控制部分，因其不是保护重点且本领域普通技术人员理应知晓，故本申请不作具体赘述。
[0077]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。