[發明專利]一種光電能量轉換模塊

有效

• 申請號: 201511034300.2
• 申請日: 2015-12-31
• 公開（公告）號: CN105762211B
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發明（設計）人: 楊亞麗;夏宏宇;仲琳;鄭光恒;于洪旺;林芃
• 申請（專利權）人: 天津藍天太陽科技有限公司
• 主分類號: H01L31/042
• 分類號: H01L31/042;H02S40/22;H02S40/42
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司12209
• 代理人: 趙熠

技術領域

本發明屬于光電能量轉換結構改進技術領域，尤其是一種光電能量轉換模塊。

背景技術

光電能量轉換模塊是一種新型的能量傳輸方式，其通過光纖將半導體激光光源發射的激光能量傳送到模塊內，再由光電池將激光能量轉化成電能量，為終端設備提供所需的電能，其具有絕緣性好、損耗低的特點，可以將能量傳輸到幾百米甚至上千米遠的地方，同時由于激光在光纖中傳輸，對高溫、低溫、輻射以及電磁干擾等完全不敏感，該模塊可以應用在電力領域中的隔離斷路器供電、各種傳感器及采集電路供電等，可以使用在核磁共振設備中，可以用于風力發電機健康檢測系統中，可以應用在飛機的燃油艙檢測中。

現有的模塊存在以下缺點：1.光電池采用微型電池結構，其需要在半導體襯底上外延PN反結結構電池，再通過多步光刻、套刻制作出多個扇形子電池，制作好的電池輸出電壓恒定，無法再提高或降低；2.激光與光電池之間的距離有嚴格的要求，以保證激光能夠盡可能大的照射光電池，對于外殼的誤差要求極高；3.光電池的輸出功率恒定，但需要調整時，只能整體更換光電池，使用非常不方便；4.TO基座面積較小，散熱效果差，不利于長期穩定運行。綜上所述，現有的光電轉換模塊需要進一步改善。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種輸出功率大、光強度均勻且易于制造裝配的一種光電能量轉換模塊。

本發明采取的技術方案是：

一種光電能量轉換模塊，其特征在于：包括殼體、法蘭接頭、光學器件固定環，光學器件和光電池，所述殼體上端開口連通一殼體內制出的圓柱形空腔，該空腔下端的殼體內壁上制出凸出部，該凸出部上端面和空腔內所裝的光學器件固定環之間嵌裝所述光學器件，該光學器件上方的殼體上端開口安裝法蘭接頭，該法蘭接頭上制出光纖接頭，該光學器件下方的空腔底面上安裝光電池，所述光纖接頭用于導入激光，所述光學器件用于將穿透其的激光匯聚后覆蓋投射至所述光電池的整個上端面，該光電池由多個串聯的子電池拼接構成，每個子電池為扇形或三角形，相互拼接后的光電池整體外緣為圓形或多邊形，第一個子電池和最后一個子電池分別連接嵌裝在殼體底面的正極端子和負極端子。

而且，法蘭接頭和殼體上端之間嵌裝一防水密封墊片。

而且，所述空腔處的殼體內壁上徑向制出與殼體同軸向的多個凸棱，該多個凸棱下端向殼體中心制出凸出部，該多個凸出部上方的凸棱表面制出內螺紋，所述光學器件固定環外緣制出外螺紋，在凸出部上放置一墊環，該墊環上放置光學器件，該光學器件上的內螺紋嚙合連接所述光學器件固定環，所述光學器件上方的焦點與所述光纖接頭處光纖導入的激光入射點重合。

而且，所述空腔底面上貼裝一陶瓷基板，該陶瓷基板上端面設置覆銅層，該覆銅層上制出多個溝槽，該多個溝槽將覆銅層分割成與子電池數量相同的多個導電區域和一個負極區域，該多個導電區域和負極區域之間為斷路絕緣，每個導電區域位于陶瓷基板中部的部位用于貼裝一個子電池且與該子電池底面電連接，第一個導電區域位于陶瓷基板外側的部位連接陶瓷基板和殼體底面嵌裝的正極端子，負極區域連接陶瓷基板和殼體底面嵌裝的負極端子，第一個導電區域中的子電池的上端面通過金帶連接逆時針方向的下一個導電區域位于陶瓷基板外側的部位，最后一個導電區域中的子電池的上端面通過金帶連接負極區域，第一個子電池和最后一個子電池之間的逆時針方向上的剩余子電池均通過金帶連接其逆時針方向上的下一個導電區域位于陶瓷基板外側的部位。

而且，所述陶瓷基板底面設置一覆銅層，該覆銅層通過導熱膠與空腔底面處的殼體壓接。

而且，所述正極端子和負極端子位于殼體底板內的外緣套裝絕緣層。

本發明的優點和積極效果是：

1.本模塊中，將光電池分解為多個子電池，然后安裝在具有覆銅層的陶瓷基板上，各子電池之間串聯連接，使輸出電壓增大，輸出功率增大，根據設備的需求，可以采用不同數量的子電池而得到不同電壓等級的光電池，便于使用，解決了現有的制造工藝復雜的微型電池只能提供單一電壓輸出的缺陷。

2.本模塊中，在殼體內安裝光學器件，該光學器件為平凸透鏡，其平面朝向光纖接頭，光纖導入的激光入射點正好位于平凸透鏡的平面上方的焦點處，激光被平凸透鏡匯聚成圓柱形勻化激光束，投射到光電池時光強度均勻，增大了光電池的輸出電流，提高了光電池的壽命，而且無需考慮光電池與激光入射點之間的距離，使殼體長度選擇較隨意，易于加工和裝配。