專利名稱：穩流型隔離模塊激光電源的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種在航天、軍工、電子工業及醫療等領域，在激光測距、激光通訊、激 光制導、激光照排等方面的儀器設備中，用于激光器引燃的穩流型隔離模塊激光電源。
背景技術：
市場上現有的小功率激光電源產品多為共地設計，即輸入與輸出共地，制作相對 簡單，體積易做小。隨著科技發展，隔離激光電源產品的需求越來越大，由于這種電源的輸 入與輸出隔離，且對絕緣及耐壓有很高的要求，因此市場上的隔離激光電源產品的外形尺 寸普遍較大，且不易PCB安裝。
發明內容
鑒于現有的需求情況及存在的問題，本發明提供了一種體積相對較小、易于PCB 安裝、可靠性及穩定性高的穩流型隔離模塊激光電源。本發明為實現上述目的，所采取的技術方案是一種穩流型隔離模塊激光電源，包 括封裝在殼體內的電源電路，電源電路上焊接有數根引線，電源電路包括控制及驅動電路， 其特征在于還包括輸出反饋電路、組合高壓輸出電路，所述控制及驅動電路通過組合高壓 輸出電路與輸出反饋電路連接，所述輸出反饋電路與控制及驅動電路連接；所述輸出反饋電路中變壓器TRF次級輔助線圈Ls2的3端接二極管D3的正極，二 極管D3的負極分別接電阻RlO和電阻R17的一端，電阻R17的另一端分別接二極管D4的 負極、電容C9的正極，并作為輸出部分內部供電端Vcc，穩壓源U4的1腳和3腳相連，電阻 RlO的另一端分別接穩壓源U4的3腳、電容ClO的正極及電阻R15的一端，并作為輸出部分 基準輸出端Vr，變壓器TRF次級輔助線圈Ls2的4端分別與二極管D4的正極、電容C9和電 容ClO的負極、穩壓源U4的2腳相連并接輸出地GND2，電阻R12和電容C25并聯，電阻R12 的一端通過電阻R13分別接電阻R14和電容C8的一端、電阻R15的另一端、控制芯片U2A 的2腳，電阻R16的一端接控制芯片U2A的3腳，電阻R16的另一端與電阻R14的另一端相 連并接輸出地GND2，控制芯片U2A的1腳分別接二極管D5的正極和電容C8的另一端，二極 管D5的負極與二極管D6的負極相連并接電阻Rll的一端，電阻Rll的另一端接光電耦合 器U3的1腳，光電耦合器U3的2腳接輸出地GND2，光電耦合器U3的3腳接輸入地GND1， 光電耦合器U3的4腳接控制及驅動電路中控制芯片Ul的5腳，控制芯片U2B的5腳分別 接電容Cll和電阻R20的一端，電阻R26和電容C23并聯，電阻R20的另一端接電阻R26的 一端，電阻R26的另一端接輸出地GND2，控制芯片U2B的6腳分別接電容C12、電阻R18和 電阻R19的一端，電阻R19的另一端與電容Cll的另一端相連并接輸出地GND2，電阻R18的 另一端接輸出部分基準輸出端Vr，控制芯片U2B的7腳分別接電容C12的另一端和二極管 D6的正極，控制芯片U2A的4腳接輸出地GND2，控制芯片U2A的8腳接輸出部分內部供電 端Vcc，電容C24的一端接輸入地GNDl，電容C24的另一端接輸出地GND2 ；所述組合高壓輸出電路中變壓器TRF次級高壓線圈Lsl的1端分別接電容C19和電容C13的一端，電容C19的另一端分別接二極管D7的正極和二極管D8的負極，二極管D7 的負極分別接電容C20的一端和變壓器TRF次級高壓線圈Lsl的2端，電容C20的另一端 分別接二極管D8的正極和電阻R23的一端，電阻R23的另一端分別接電容C21的一端和電 阻R24的一端，電阻R24的另一端分別接電阻R25和電容C22的一端、輸出反饋電路中電阻 R12的另一端，變壓器TRF次級高壓線圈Lsl的2端與電容C21的另一端及電容C22的另一 端相連，并接輸出反饋電路中電阻R26的一端，電阻R25的另一端接二極管D15的負極，二 極管D15的正極接電阻R21的一端，并作為激光電源輸出端-HV. Out，電容C13的另一端分 別接電容C14的一端、二極管D9的正極和二極管DlO的負極，電容C14的另一端分別接電容 C15的一端、二極管Dll的正極和二極管D12的負極，電容C15的另一端分別接二極管D13 的正極和二極管D14的負極，二極管D9的負極分別接電容C16的一端和變壓器TRF次級高 壓線圈Lsl的2端，電容C16的另一端分別接二極管DlO的正極、二極管Dll的負極和電容 C17的一端，電容C17的另一端分別接二極管D12的正極、二極管D13的負極和電容C18的 一端，電容C18的另一端分別接二極管D14的正極和電阻R22的一端，電阻R22的另一端與 電阻R21的另一端相連。本發明的有益效果是輸入輸出完全隔離；外部具有輸出高壓啟停控制端，使控 制方便、靈活；溫漂小，長期工作穩定性好；模塊化設計，重量輕，外形尺寸小，易于PCB安裝。
圖1為本發明的外殼示意圖。圖2為圖1的左視圖。圖3為圖1的右視圖。圖4為本發明的電路連接框圖。圖5為本發明的電路原理圖。
具體實施例方式如圖1、2、3、4、5所示，穩流型隔離模塊激光電源，包括封裝在殼體1內的電源電 路，電源電路上焊接有數根引線2，電源電路包括控制及驅動電路，還包括輸出反饋電路、組 合高壓輸出電路，控制及驅動電路通過組合高壓輸出電路與輸出反饋電路連接，輸出反饋 電路與控制及驅動電路連接；輸出反饋電路中變壓器TRF次級輔助線圈Ls2的3端接二極管D3的正極，二極管 D3的負極分別接電阻RlO和電阻R17的一端，電阻R17的另一端分別接二極管D4的負極、 電容C9的正極，并作為輸出部分內部供電端Vcc，穩壓源U4的1腳和3腳相連，電阻RlO的 另一端分別接穩壓源U4的3腳、電容ClO的正極及電阻R15的一端，并作為輸出部分基準 輸出端Vr，變壓器TRF次級輔助線圈Ls2的4端分別與二極管D4的正極、電容C9和電容 ClO的負極、穩壓源U4的2腳相連并接輸出地GND2，電阻R12和電容C25并聯，電阻R12的 一端通過電阻R13分別接電阻R14和電容C8的一端、電阻R15的另一端、控制芯片U2A的 2腳，電阻R16的一端接控制芯片U2A的3腳，電阻R16的另一端與電阻R14的另一端相連 并接輸出地GND2，控制芯片U2A的1腳分別接二極管D5的正極和電容C8的另一端，二極管D5的負極與二極管D6的負極相連并接電阻Rll的一端，電阻Rll的另一端接光電耦合 器U3的1腳，光電耦合器U3的2腳接輸出地GND2，光電耦合器U3的3腳接輸入地GNDl， 光電耦合器U3的4腳接控制及驅動電路中控制芯片Ul的5腳，控制芯片U2B的5腳分別 接電容Cll和電阻R20的一端，電阻R26和電容C23并聯，電阻R20的另一端接電阻R26的 一端，電阻R26的另一端接輸出地GND2，控制芯片U2B的6腳分別接電容C12、電阻R18和 電阻R19的一端，電阻R19的另一端與電容Cll的另一端相連并接輸出地GND2，電阻R18的 另一端接輸出部分基準輸出端Vr，控制芯片U2B的7腳分別接電容C12的另一端和二極管 D6的正極，控制芯片U2A的4腳接輸出地GND2，控制芯片U2A的8腳接輸出部分內部供電 端Vcc，電容C24的一端接輸入地GND1，電容C24的另一端接輸出地GND2 ；組合高壓輸出電路中變壓器TRF次級高壓線圈Lsl的1端分別接電容C19和電容 C13的一端，電容C19的另一端分別接二極管D7的正極和二極管D8的負極，二極管D7的 負極分別接電容C20的一端和變壓器TRF次級高壓線圈Lsl的2端，電容C20的另一端分 別接二極管D8的正極和電阻R23的一端，電阻R23的另一端分別接電容C21的一端和電阻 R24的一端，電阻R24的另一端分別接電阻R25和電容C22的一端、輸出反饋電路中電阻R12 的另一端，變壓器TRF次級高壓線圈Lsl的2端與電容C21的另一端及電容C22的另一端 相連，并接輸出反饋電路中電阻R26的一端，電阻R25的另一端接二極管D15的負極，二極 管D15的正極接電阻R21的一端，并作為激光電源輸出端-HV. Out,電容C13的另一端分別 接電容C14的一端、二極管D9的正極和二極管DlO的負極，電容C14的另一端分別接電容 C15的一端、二極管Dll的正極和二極管D12的負極，電容C15的另一端分別接二極管D13 的正極和二極管D14的負極，二極管D9的負極分別接電容C16的一端和變壓器TRF次級高 壓線圈Lsl的2端，電容C16的另一端分別接二極管DlO的正極、二極管Dll的負極和電容 C17的一端，電容C17的另一端分別接二極管D12的正極、二極管D13的負極和電容C18的 一端，電容C18的另一端分別接二極管D14的正極和電阻R22的一端，電阻R22的另一端與 電阻R21的另一端相連。控制電路采用他激式振蕩電路，且具有啟停控制端，控制方便，電路結構簡單，引 燃、維持兩高壓合二為一輸出，二者自動切換。具有輸入過流和輸出過壓保護，引燃后為恒 流輸出。選用低噪聲、低溫漂、穩定性好的控制芯片及其它元器件；合理的PCB布局，確保 各信號的獨立路徑，減小各信號間的相互串擾；在變壓器線包結構工藝、裝配工藝及高壓絕 緣處理等方面有嚴格要求，確保電源長期的可靠性及穩定性。該穩流型隔離模塊激光電源采用金屬外殼，全敷銅PCB蓋板，殼體的四角有過孔 3，便于用戶的安裝；用戶可根據自己的使用要求，將殼體接輸入地或輸出地，使電源有很好 的電磁屏蔽作用，提高電源的抗干擾能力。數根引線2露于殼體1外，一側為三根引線2，按直流供電輸入端+Vin、輸入地 GND、電源啟停控制端R/S順序排列，另一側為二根引線2，按激光電源輸出端-HV. Out、高壓 輸出地GND2順序排列。工作原理在控制及驅動電路中，由控制芯片U1、電容C2、電阻Rl和電阻R2等組 成振蕩控制電路，從控制芯片Ul的3腳輸出的振蕩脈沖信號，通過三極管Tl驅動變壓器 TRF初級線圈Lpl，在其兩端產生高頻振蕩脈沖電壓，并通過開關變壓器TRF耦合到其次級。
在次級高壓線圈Lsl上的交流高壓分兩路升壓，一路輸出絕對值較高的高壓，作 為引燃高壓；另一路輸出絕對值較低的工作維持高壓。當負載被擊穿前，輸出負高壓的電位 低于維持高壓，二極管D15反向，輸出高壓的絕對值較高；當負載被擊穿后，自動切換，高壓 功率輸出由維持電壓通過電阻R25及二極管D15來提供。在次級輔助線圈Ls2上的交流電壓，通過整流、濾波、穩壓后，一方面作為輸出部 分的控制芯片U2的供電電源Vcc，另一方面為輸出反饋電路提供基準電壓Vr。從電阻R26上獲得的輸出電流采樣信號，通過由控制芯片U2B等組成的輸出電流 反饋電路，去控制光電耦合器U3的1腳，進而隔離控制振蕩器的輸出，達到穩定輸出電流的 目的。當維持高壓過高時，從電阻R12、電阻R13和電阻R15獲得維持高壓的過壓采樣信號， 通過由控制芯片U2A等組成的電壓反饋電路，同樣去控制光電耦合器U3的1腳，進而隔離 控制振蕩器的輸出，起到過壓保護的作用。
權利要求
一種穩流型隔離模塊激光電源，包括封裝在殼體(1)內的電源電路，電源電路上焊接有數根引線(2)，電源電路包括控制及驅動電路，其特征在于還包括輸出反饋電路、組合高壓輸出電路，所述控制及驅動電路通過組合高壓輸出電路與輸出反饋電路連接，所述輸出反饋電路與控制及驅動電路連接；所述輸出反饋電路中變壓器TRF次級輔助線圈Ls2的3端接二極管D3的正極，二極管D3的負極分別接電阻R10和電阻R17的一端，電阻R17的另一端分別接二極管D4的負極、電容C9的正極，并作為輸出部分內部供電端Vcc，穩壓源U4的1腳和3腳相連，電阻R10的另一端分別接穩壓源U4的3腳、電容C10的正極及電阻R15的一端，并作為輸出部分基準輸出端Vr，變壓器TRF次級輔助線圈Ls2的4端分別與二極管D4的正極、電容C9和電容C10的負極、穩壓源U4的2腳相連并接輸出地GND2，電阻R12和電容C25并聯，電阻R12的一端通過電阻R13分別接電阻R14和電容C8的一端、電阻R15的另一端、控制芯片U2A的2腳，電阻R16的一端接控制芯片U2A的3腳，電阻R16的另一端與電阻R14的另一端相連并接輸出地GND2，控制芯片U2A的1腳分別接二極管D5的正極和電容C8的另一端，二極管D5的負極與二極管D6的負極相連并接電阻R11的一端，電阻R11的另一端接光電耦合器U3的1腳，光電耦合器U3的2腳接輸出地GND2，光電耦合器U3的3腳接輸入地GND1，光電耦合器U3的4腳接控制及驅動電路中控制芯片U1的5腳，控制芯片U2B的5腳分別接電容C11和電阻R20的一端，電阻R26和電容C23并聯，電阻R20的另一端接電阻R26的一端，電阻R26的另一端接輸出地GND2，控制芯片U2B的6腳分別接電容C12、電阻R18和電阻R19的一端，電阻R19的另一端與電容C11的另一端相連并接輸出地GND2，電阻R18的另一端接輸出部分基準輸出端Vr，控制芯片U2B的7腳分別接電容C12的另一端和二極管D6的正極，控制芯片U2A的4腳接輸出地GND2，控制芯片U2A的8腳接輸出部分內部供電端Vcc，電容C24的一端接輸入地GND1，電容C24的另一端接輸出地6ND2；所述組合高壓輸出電路中變壓器TRF次級高壓線圈Ls1的1端分別接電容C19和電容C13的一端，電容C19的另一端分別接二極管D7的正極和二極管D8的負極，二極管D7的負極分別接電容C20的一端和變壓器TRF次級高壓線圈Ls1的2端，電容C20的另一端分別接二極管D8的正極和電阻R23的一端，電阻R23的另一端分別接電容C21的一端和電阻R24的一端，電阻R24的另一端分別接電阻R25和電容C22的一端、輸出反饋電路中電阻R12的另一端，變壓器TRF次級高壓線圈Ls1的2端與電容C21的另一端及電容C22的另一端相連，并接輸出反饋電路中電阻R26的一端，電阻R25的另一端接二極管D15的負極，二極管D15的正極接電阻R21的一端，并作為激光電源輸出端 HV.Out，電容C13的另一端分別接電容C14的一端、二極管D9的正極和二極管D10的負極，電容C14的另一端分別接電容C15的一端、二極管D11的正極和二極管D12的負極，電容C15的另一端分別接二極管D13的正極和二極管D14的負極，二極管D9的負極分別接電容C16的一端和變壓器TRF次級高壓線圈Ls1的2端，電容C16的另一端分別接二極管D10的正極、二極管D11的負極和電容C17的一端，電容C17的另一端分別接二極管D12的正極、二極管D13的負極和電容C18的一端，電容C18的另一端分別接二極管D14的正極和電阻R22的一端，電阻R22的另一端與電阻R21的另一端相連。
2.根據權利要求1所述的穩流型隔離模塊激光電源，其特征在于所述數根引線(2)露 于殼體⑴外，一側為三根引線(2)，按直流供電輸入端+Vin、輸入地GND、電源啟停控制端R/ S順序排列，另一側為二根引線⑵，按激光電源輸出端-HV. Out、高壓輸出地GND2順序排列。
全文摘要
本發明涉及一種穩流型隔離模塊激光電源，包括封裝在殼體內的電源電路，電源電路上焊接有數根引線，電源電路包括控制及驅動電路，還包括輸出反饋電路、組合高壓輸出電路，控制及驅動電路通過組合高壓輸出電路與輸出反饋電路連接，輸出反饋電路與控制及驅動電路連接；本發明的有益效果是輸入輸出完全隔離；外部具有輸出高壓啟停控制端，使控制方便、靈活；溫漂小，長期工作穩定性好；模塊化設計，重量輕，外形尺寸小，易于PCB安裝。
文檔編號H02M1/32GK101895202SQ201010198729
公開日2010年11月24日 申請日期2010年6月12日 優先權日2010年6月12日
發明者于亮, 劉云濱, 殷生鳴 申請人:天津市東文高壓電源廠