一种分布式可扩展恒流源、控制系统及控制方法与流程

本发明涉及恒流源设计，具体涉及一种分布式可扩展恒流源、控制系统及控制方法。

背景技术：

1、随着高功率激光器的不断扩展，可靠性更高、容错性更好、控制更加迅速稳定、通讯更加方便、接线简洁、维修更为方便的恒流源对激光器驱动来说尤为重要。现有激光器恒流源的控制主要为集中式控制，激光器所有恒流源的控制信号和反馈信号都统一由主控模块产生和处理，当有一路恒流源出现报警时所有恒流源都停止工作。

2、现有恒流源主要采用集中式控制，由外部主控模块产生恒流源控制信号，然后通过控制信号转接部分，将一路控制信号扩展为多路信号，来实现多路控制，监控部分只能对整体的恒流源状态进行监控，同时获取的检测数据需要输送给外部主控模块进行处理，由于集中式控制的特点，接线繁多，又受主控部分端口的限制，只能对整体恒流源进行检测，当其中一路恒流源报警时，所有恒流源都会停止工作。

3、随着大功率激光器的发展，恒流源集中式的信号控制开始受到主控模块端口的限制，接线繁杂，同时大功率对恒流源的输出电流的稳定性、报警、监控和控制提出了更高的要求。

技术实现思路

1、针对现有激光器恒流源的控制主要为集中式控制，激光器所有恒流源的控制信号和反馈信号都统一由主控模块产生和处理，当有一路恒流源出现报警时所有恒流源都停止工作的问题，本发明提供一种分布式可扩展恒流源、控制系统及控制方法。

2、第一方面，本发明技术方案提供一种分布式可扩展恒流源，包括监控处理模块和与监控处理模块连接的若干恒流源单元，每个恒流源单元连接一路检测模块；

3、检测模块与监控处理模块连接；

4、检测模块，用于响应于监控处理模块发送的轮训检测指令进行恒流源单元的电流和温度的检测并将检测信息发送给监控处理模块；

5、监控处理模块，用于定时发送轮训检测指令到检测模块，还用于对接收到的检测信息进行处理并将处理后的报警信息以及接收到的检测信息发送给外部的控制端，响应于外部控制端发送的控制参数信息并转换为恒流源单元控制信号对各恒流源单元进行控制。

6、监控处理模块将接收到的控制参数信息转换为恒流源单元控制信号输入到对应的恒流源单元进行控制，能够为高功率激光器的恒流源驱动提供更加稳定的控制方案，可靠性高，且接线更为简洁。总线应用提高处理速度的同时又保证了控制信号的稳定性，同时增加了控制信号的可扩展性，检测模块对每一路的恒流源进行检测，并将检测信息输送给监控处理模块，监控处理模块对每一路的检测信息进行处理，并处理报警信息，然后将检测信息和具体的报警信息发送给外部的控制端，精准的报警定位和全面的状态监控可以提高测试人员及维修人员的工作效率。

7、作为本发明技术方案的进一步限定，监控处理模块包括恒流源监控单元、通信单元和控制信号发生单元；

8、恒流源监控单元和控制信号发生单元分别与通信单元连接，通信单元通过总线与各恒流源单元连接；

9、通信单元还通过总线连接到外部的控制端。

10、作为本发明技术方案的进一步限定，监控处理模块还包括信息处理单元，用于对检测模块的检测信息进行处理，当检测信息异常时输出报警信息到恒流源监控单元。

11、作为本发明技术方案的进一步限定，恒流源监控单元，用于定时发送轮训检测指令到检测模块并接收检测模块的检测信息；还用于接收信息处理单元发送的报警信息并将检测信息和对应的报警信息通过通讯单元发送给外部的控制端。

12、作为本发明技术方案的进一步限定，控制信号发生单元，接收外部的控制端发送的控制参数信息并处理转化为恒流源单元的控制信号，对每一路恒流源单元进行控制。

13、控制信号发生单元为每一路恒流源单独施加控制信号进行单独控制，当其中的某一恒流源发生故障时，可以单独对故障恒流源进行操作而不会影响其他正常恒流源的运行。

14、作为本发明技术方案的进一步限定，检测模块包括分别与恒流源单元连接的电流检测单元和温度检测单元；电流检测单元和温度检测单元分别与恒流源监控单元连接；

15、电流检测单元，用于接收到恒流源监控单元发送轮训检测指令时启动对恒流源单元的电流检测并将检测信息分别发送到恒流源监控单元和信息处理单元；

16、温度检测单元，用于接收到恒流源监控单元发送轮训检测指令时启动对恒流源单元的温度检测并将检测信息分别发送到恒流源监控单元和信息处理单元。

17、作为本发明技术方案的进一步限定，恒流源单元包括电源和若干恒流源；

18、每个恒流源通过一路直流固态继电器与电源连接；

19、每路直流固态继电器与控制信号发生单元连接，用于响应于控制信号发生单元的控制信号进行动作进而实现对恒流源的控制；

20、控制信号发生单元还通过霍尼韦尔继电器与电源连接；

21、霍尼韦尔继电器，用于响应于控制信号发生单元的控制信号进行动作控制电源的开关进而实现对恒流源的控制。

22、第二方面，本发明技术方案提供一种分布式可扩展恒流源控制系统，包括控制端和如第一方面所述的分布式可扩展恒流源；

23、控制端通过通信总线与分布式可扩展恒流源的监控处理模块连接；

24、控制端，用于接收监控处理模块发送的检测信息及报警信息，根据接收到的信息发送控制参数信息到分布式可扩展恒流源的监控处理模块；

25、监控处理模块，用于将控制端发送的控制参数信息转换为恒流源单元控制信号对各恒流源单元进行控制。

26、监控处理模块可以为每一路恒流源单独施加控制信号，同时控制端通过通信总线可以对每一路恒流源进行独立控制，当其中的某一恒流源发生故障时，可以单独对故障恒流源进行操作而不会影响其他正常恒流源的运行。

27、作为本发明技术方案的进一步限定，当监控处理模块包括通信单元时，控制端通过通信单元与霍尼韦尔继电器；

28、霍尼韦尔继电器，用于响应于控制信号发生单元的控制信号或响应于控制端的控制信号进行动作控制电源的开关进而实现对恒流源的控制。

29、第三方面，本发明技术方案还提供一种基于第一方面所述的分布式可扩展恒流源控制系统的控制方法，包括如下步骤：

30、监控处理模块定时发送轮训检测指令到检测模块；

31、接收检测模块响应于轮训检测指令获取的恒流源的电流和温度检测信息并对接收到的检测信息进行处理，将处理后的报警信息以及接收到的检测信息发送给控制端；

32、接收控制端响应于接收到的信息发送的控制参数信息；

33、将接收到的控制参数信息转换为恒流源单元控制信号输入到对应的恒流源单元进行控制。

34、监控处理模块可以为每一路恒流源单独施加控制信号，同时控制端通过通信总线可以对每一路恒流源进行独立控制，当其中的某一恒流源发生故障时，可以单独对故障恒流源进行操作而不会影响其他正常恒流源的运行。

35、从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

36、监控处理模块将接收到的控制参数信息转换为恒流源单元控制信号输入到对应的恒流源单元进行控制，能够为高功率激光器的恒流源驱动提供更加稳定的控制方案，可靠性高，且接线更为简洁。总线应用提高处理速度的同时又保证了控制信号的稳定性，同时增加了控制信号的可扩展性，检测模块对每一路的恒流源进行检测，并将检测信息输送给监控处理模块，监控处理模块对每一路的检测信息进行处理，并处理报警信息，然后将检测信息和具体的报警信息通过通讯部分发送给外部的控制端，精准的报警定位和全面的状态监控可以提高测试人员及维修人员的工作效率。

37、此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。

38、由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著地进步，其实施的有益效果也是显而易见的。