一种辅助激光探测装置实现AGC功能的电源组件及方法与流程

本发明属于激光探测自动增益控制(agc)领域，具体涉及一种辅助激光探测装置实现agc功能的电源组件及方法。

背景技术：

agc技术在激光探测以及激光测距等研究和应用中具有极其重要的意义，是对于激光回波信号的信号处理技术的核心。目前的主流的激光探测装置的agc功能是由主控芯片控制分立电源模块的输出电压实现，普遍存在控制速度慢，体积大、功耗大的缺点。例如对探测器偏压、前放的控制通过三级管和耐高压光耦或继电器实现多级分压输出切换，占用大量主控芯片io口资源和电路板空间。尤其对于apd激光探测器的灵敏度随环境温度与偏压程非线性变化，为了取得稳定的灵敏度必须进行温度补偿技术，这增加了激光探测装置主控软件的复杂程度，占用了数字信号处理的计算资源。以上原因造成现有方案系统庞大复杂，难以实现小型化、智能化、低成本。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种辅助激光探测装置实现agc功能的电源组件及方法，以克服现有技术中的问题，本发明采用整体化电源设计思路，将所有电源分层次设计集成到一套电路网络中，减少使用了分立电源模块的造成的资源、成本浪费。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种辅助激光探测装置实现agc功能的电源组件，包括1个对外通信的can接口电路、1个32位mcu、1个高精度温度传感器、1个da转换电路、1个输出为+12v、0v开关电路、1个输出+12v的电路、1个输出0～-400v可控电路、1个输出为-12v、0v开关电路、1个输出-12v的电路、1个低纹波的稳压电路、1个接插件；

所述32位mcu的can接口io连接至can接口电路，32位mcu的adc接口io连接至高精度温度传感器，32位mcu的spi接口io连接至da转换电路，32位mcu的1个io连接至输出为+12v、0v开关电路的受控端，32位mcu的1个io连接至输出为-12v、0v开关电路的受控端；

所述输出+12v的电路的一个输出端连接至输出为+12v、0v开关电路的源端，输出-12v的电路的一个输出端连接至输出为-12v、0v开关电路的源端；da转换电路的输出端连接至输出0～-400v可控电路的adj受控端；

所述低纹波的稳压电路的输出端连接至can接口电路、32位mcu、高精度温度传感器、da转换电路、输出+12v的电路、输出0～-400v可控电路及输出-12v的电路的电源端；

所述输出+12v的电路的输出端、输出-12v的电路的输出端、输出为+12v、0v开关电路的输出端、输出为-12v、0v开关电路的输出端、输出0～-400v可控电路的输出端和can接口电路的输出端均连接至接插件。

进一步地，所述低纹波的稳压电路为输出为5v和3.3v的低纹波稳压电路，其中一路3.3v输出端连接至can接口电路、32位mcu、高精度温度传感器和da转换电路的电源端，另一路5v输出端连接至输出+12v的电路、输出0～-400v可控电路和输出-12v的电路的电源端。

进一步地，所述输出为+12v、0v开关电路为防闩锁型开关电路。

进一步地，所述输出为-12v、0v开关电路为防闩锁型开关电路。

进一步地，所述接插件为molex51021-1200接插件。

一种辅助激光探测装置实现agc功能的方法，32位mcu解析由can接口电路收到的上位机指令，分别控制输出为+12v、0v开关电路、输出为-12v、0v开关电路，同时控制高精度温度传感器实时采样检测装置运行环境温度，运行温补算法程序转化为对应agc控制电压控制指令后通过da转换电路控制输出0～-400v可控电路输出对应高压，产生相应电压，输出为+12v、0v开关电路、输出为-12v、0v开关电路、输出0～-400v可控电路、输出+12v的电路以及输出-12v的电路的输出均通过接插件提供给目标探测器，低纹波的稳压电路将接插件输入的外部电源稳压至5v和3.3v供电源组件中外通信的can接口电路、32位mcu、高精度温度传感器、da转换电路、输出+12v的电路、输出0～-400v可控电路、输出-12v的电路使用。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明采用一个32位mcu作为协处理核心通过can总线与外部进行信息交换，实现灵活配置，方便设计装配部署，提高了装置的信息化水平，满足复杂环境使用要求，通过高精度温度传感器的温度补偿提高了整个系统的agc控制精度，采用整体化电源设计思路将所有电源集成到一套电路网络中减少了分立模块的资源、成本浪费；另外采用高精度温度传感器对激光探测器进行温度补偿实现激光探测器灵敏度的稳定控制，同时通过da芯片和高压spst开关实现agc控制；为适应不同控制方案的要求，设计了+12v与-12v可选输出，搭配输出0到-400v可控电源；电源对外信息交换采用can总线接口，只要是网络内的节点都可以选择接受或者屏蔽信息。

本发明方法中，32位mcu解析由can接口电路收到的上位机指令，转化为对应agc控制电压控制指令后通过spi接口控制da电路实现对输出0～-400v可控电路输出的线性控制，同时配合adc接口对温度传感器进行采样后实现对外界环境的实时监控应用查值温补算法对激光探测器的灵敏度进行温度补偿，分别控制输出为+12v、0v开关电路、输出为-12v、0v开关电路、进行agc前放控制，为探测器提供+12v、-12v驱动电源电压，低纹波的稳压电路将接插件输入的外部电源稳压至5v和3.3v供电源组件中电路使用，本发明采用整体化电源设计思路，将所有电源分层次设计集成到一套电路网络中，减少使用了分立电源模块的造成的资源、成本浪费。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

其中，1—can接口电路，2—32位mcu，3—高精度温度传感器，4—da转换电路，5—输出为+12v、0v开关电路，6—输出+12v的电路，7—输出0～-400v可控电路，8—输出为-12v、0v开关电路，9—输出-12v的电路，10—低纹波的稳压电路，11—插接件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

参见图1，一种辅助激光探测装置实现agc功能的智能电源组件包括用于对外通信的can接口电路1、作为协处理核心的32位mcu2、高精度温度传感器3、da转换电路4、输出+12v的电路6、1个输出-12v的电路9、1个输出0～-400v可控电路7、1个输出为+12v、0v防闩锁型开关电路、1个输出为-12v、0v防闩锁型开关电路、1个低纹波的稳压电路10、1个molex51021-1200接插件；32位mcu2的can接口io连接至can接口电路1，32位mcu2的adc接口io连接至高精度温度传感器3，32位mcu2的spi接口io连接至da转换电路4，32位mcu2的1个io连接至输出为+12v、0v防闩锁型开关电路的受控端，32位mcu2的1个io连接至输出为-12v、0v防闩锁型开关电路的受控端；输出+12v的电路6的一个输出端连接至输出为+12v、0v防闩锁型开关电路的源端、输出-12v的电路9的一个输出端连接至输出为-12v、0v防闩锁型开关电路的源端；da转换电路4的输出端连接至输出0～-400v可控电路7的adj受控端；输出为+12v、0v防闩锁型开关电路的输出端、输出为-12v、0v防闩锁型开关电路的输出端、输出+12v的电路6的输出端、输出-12v的电路9的输出端、输出0～-400v可控电路7输出端、can接口电路1的输出端均连接至molex51021-1200接插件，所述低纹波的稳压电路为输出为5v和3.3v的低纹波稳压电路，其中一路3.3v输出端连接至can接口电路1、32位mcu2、高精度温度传感器3和da转换电路4的电源端，另一路5v输出端连接至输出+12v的电路6、输出0～-400v可控电路7和输出-12v的电路9的电源端。

下面结合实施例对本发明做详细描述：

对外通信的can接口电路1与外界20ms完成一次信息交换，实时将指令传输给32位mcu2协处理器进行解析并上传电源组件状态信息，解析完成后通过spi接口控制da转换电路产生控制电压到输出0～-400v可控电路的控制端，输出0～-400v可控电路的输出电压会随控制电压的变化产生变化，随后分别通过控制io口控制输出为+12v、0v防闩锁型开关电路输出+12v或0v、输出为-12v、0v防闩锁型开关电路输出-12v或0v，同时32位mcu2每隔10ms对通过adc接口对高精度温度传感器3进行采样处理后得到外界环境温度，通过温度补偿算法得出目标补偿电压值，控制输出0～-400v可控电路输出对应电压值，输出为+12v、0v开关电路5、输出为-12v、0v开关电路8、输出0～-400v可控电路7、输出+12v的电路6以及输出-12v的电路9的输出均通过接插件11提供给目标探测器。低纹波的稳压电路10将接插件11输入的外部电源稳压至5v和3.3v供电源组件中外通信的can接口电路1、32位mcu2、高精度温度传感器3、da转换电路4、输出+12v的电路6、输出0～-400v可控电路7、输出-12v的电路9使用。