[實(shí)用新型]激光能量轉(zhuǎn)換模塊

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920038212.3
• 申請(qǐng)日: 2009-01-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201478840U
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李惠宇;楊宇;曹峰;蔡月明;張敏明;鄧?yán)?/a>;錢(qián)銀博;楊康
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)電南瑞科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J7/00
• 分類(lèi)號(hào): H02J7/00;H02J13/00;H01S3/00;H01S5/00
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種遠(yuǎn)程復(fù)雜環(huán)境下的電能供給裝置的激光能量轉(zhuǎn)換模塊激，屬于光電轉(zhuǎn)換技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在遠(yuǎn)程操作應(yīng)用系統(tǒng)中，前端設(shè)備的供電方式受環(huán)境影響有多種選擇方案，根據(jù)多種供電方式的比較，激光供能方式漸漸成為一種主要的應(yīng)用方案。如在電流互感器設(shè)計(jì)中，激光供能以其高穩(wěn)定性和強(qiáng)抗干擾能力受到設(shè)計(jì)者的青睞。

在激光供能系統(tǒng)中，主要由激光器驅(qū)動(dòng)模塊和激光能量轉(zhuǎn)換模塊構(gòu)成。目前，公知的激光能量轉(zhuǎn)換模塊是由高效率的光電池和直流轉(zhuǎn)直流電路(以下簡(jiǎn)稱(chēng)DC-DC電路)構(gòu)成。由光纖傳輸過(guò)來(lái)的激光通過(guò)高效率的光電池轉(zhuǎn)化成電能，在通過(guò)DC-DC電路構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的直流源。為了在能量傳輸中增加傳輸一些控制信號(hào)，在激光能量轉(zhuǎn)換模塊部分又增加了解碼控制電路。在實(shí)際應(yīng)用中結(jié)構(gòu)復(fù)雜不便于實(shí)現(xiàn)，而且對(duì)光源要求高，減少了激光器工作壽命。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有激光能量轉(zhuǎn)換模塊中區(qū)分能量與控制信號(hào)結(jié)構(gòu)復(fù)雜和對(duì)光源要求過(guò)高的不足，本實(shí)用新型提供一種激光能量轉(zhuǎn)換模塊，該激光能量轉(zhuǎn)換模塊不僅能提供穩(wěn)定的電能，而且能自動(dòng)平衡負(fù)載，同時(shí)保證能量供給和控制信號(hào)傳輸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn)，降低對(duì)光源的要求，提高激光器工作壽命。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下：激光能量轉(zhuǎn)換模塊，其組成包括光電池和DC-DC電路，其特征是還包括有并聯(lián)連接的穩(wěn)壓泄流電路和隔離儲(chǔ)能電路，所述的穩(wěn)壓泄流電路與光電池連接，所述的隔離儲(chǔ)能電路與DC-DC電路連接。

本實(shí)用新型的有益效果如下：本實(shí)用新型在連續(xù)供能應(yīng)用中，穩(wěn)壓泄流電路可以起到自動(dòng)平衡負(fù)載的作用，讓光電池始終工作在最佳功率輸出狀態(tài)。隔離儲(chǔ)能電路可以起到儲(chǔ)存電能的作用，在通信控制信號(hào)傳輸過(guò)程中，保持DC-DC輸出狀態(tài)不受干擾，同時(shí)與光電池隔離，不影響光電池對(duì)通信控制信號(hào)的檢測(cè)。通過(guò)穩(wěn)壓泄流電路和隔離電路的共同作用，激光器在消光比很小的調(diào)制驅(qū)動(dòng)情況下，就可滿足對(duì)通信控制信號(hào)檢出的要求，降低對(duì)激光器性能的要求，可有效減緩激光器工作壽命的衰減。本實(shí)用新型增加激光能量轉(zhuǎn)換直流輸出的穩(wěn)定性，接收能量傳輸?shù)耐瑫r(shí)可檢出通信控制信號(hào)，降低對(duì)光源性能的要求，延長(zhǎng)光源實(shí)用壽命，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

附圖說(shuō)明

圖1是目前常用的激光能量轉(zhuǎn)換模塊的電路原理圖。

圖2是本實(shí)用新型激光能量轉(zhuǎn)換模塊的電路原理圖。

圖中，1-光電池，2-參考電壓電路，3-比較器，4-信號(hào)輸出，5-電源輸出，6-穩(wěn)壓泄流電路，7-隔離儲(chǔ)能電路，8-光電池，9-電源輸出。

具體實(shí)施方式

下面參照附圖并結(jié)合實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。但是本實(shí)用新型不限于所給出的例子。

如圖2所示，本實(shí)用新型激光能量轉(zhuǎn)換模塊，其組成包括光電池8和DC-DC電路，其改進(jìn)之處在于還包括有并聯(lián)連接的穩(wěn)壓泄流電路6和隔離儲(chǔ)能電路7，穩(wěn)壓泄流電路6與光電池1連接，隔離儲(chǔ)能電路7與DC-DC電路連接。

如圖2的實(shí)施例中，穩(wěn)壓泄流電路6組成包括串聯(lián)的電阻R2、電阻R3以及一個(gè)穩(wěn)壓二極管D2，電阻R3的一端與所述的穩(wěn)壓二極管D2的輸入端連接后再與光電池的負(fù)極連接，電阻R3的另一端分別與電阻R2的一端、穩(wěn)壓二極管D2的參考端連接，電阻R2的另一端與光電池與穩(wěn)壓二極管D2的輸出端連接后再與光電池的正極連接。隔離儲(chǔ)能電路7組成包括電容C、二極管D1，所述二極管D1的輸入端與穩(wěn)壓二極管D2的輸出端連接，二極管D1的輸出端與DC-DC電路的輸入端連接，電容C的兩端分別與DC-DC電路的輸入端、DC-DC電路的接地端連接。

如圖2所示，本實(shí)用新型還具有比較器及電阻R1，電阻R2的與光電池與穩(wěn)壓二極管D2的輸出端連接后經(jīng)電阻R1后再與光電池的正極連接，所述光電池的正極與比較器負(fù)極輸入端連接。

光電池兩端通過(guò)連接串聯(lián)式穩(wěn)壓塊使光電池的輸出電壓固定，通過(guò)改變電路中R2(阻值為50K的可調(diào)電阻)和R3(阻值為10K)的阻值比例，來(lái)改變穩(wěn)壓后的輸出電壓。在光電池供能工作的時(shí)候，串聯(lián)穩(wěn)壓塊可以起到泄流的作用，也就是當(dāng)激光能量轉(zhuǎn)換模塊的外接負(fù)載功耗變小時(shí)，多余的電能將消耗在穩(wěn)壓塊上，以保證光電池的輸出電功率保持一定的穩(wěn)定性，可保護(hù)光電池、穩(wěn)定光電池工作特性。通過(guò)合理選取R2、R3的阻值比例，調(diào)節(jié)穩(wěn)壓塊輸出電壓，使得后續(xù)的DC-DC電路高效率工作，并且通過(guò)選取R1(阻值為100的可調(diào)電阻)的合理阻值，使得光源的較小的功率的變化就能引起光電池輸出電壓的明顯變化，以確保比較器能準(zhǔn)確檢出控制信號(hào)。此作用可以對(duì)激光器光源起到很好的保護(hù)作用。穩(wěn)壓塊和DC-DC電路之間的二極管可以起到隔離作用，以防止在光電池在檢出控制信號(hào)時(shí)DC-DC電壓倒灌，影響控制信號(hào)的解調(diào)。DC-DC電路前的大容量電容是一個(gè)儲(chǔ)能設(shè)備，可以在光電池在處理控制信號(hào)時(shí)，給DC-DC電路供電。這樣的激光能量轉(zhuǎn)換模塊可以在傳輸能量的同時(shí)很好的傳輸通信控制信號(hào)。