[發明專利]一種光纖激光器的驅動電源及其電源驅動方法

在審

• 申請號: 202110849945.0
• 申請日: 2021-07-27
• 公開（公告）號: CN113534718A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 徐劍秋;楊志文;涂嬪
• 申請（專利權）人: 江蘇星鏈激光科技有限責任公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;H02M3/335
• 代理公司: 上海市嘉華律師事務所 31285
• 代理人: 黃琮;夏燁

本發明屬于光纖激光器技術領域，是一種針對空間通信、激光雷達用光纖激光器的節能型驅動電源。其特征在于：包括，中央處理器，用于控制電壓輸出；電源模塊，用于提供電壓輸出；數字模擬信號轉換芯片，所述中央處理器通過數字模擬信號轉換芯片控制壓控電流源的電流輸出；壓控電流源，用于提供激光二極管的供電；采樣反饋電路，用于對設定電流進行檢測；環境感知電路，用于對環境溫度進行檢測；信號接收電路，用于對信號傳輸效果進行檢測。在現有材料的性能較難顯著提高的情況下，本發明可以有效降低空間通信光纖激光器的能耗，提高整個設備的續航能力。

技術領域

本發明屬于光纖激光器技術領域，是一種針對空間通信、激光雷達用光纖激光器的節能型驅動電源。

背景技術

光纖激光器發源于早期的光纖通信網，由于有配套的供電系統且通信應用的光纖激光器輸出功率不高，因此對于光纖激光器的節能需求不迫切。但是，對于航天通信、無人機激光雷達、移動激光通信設備等應用，光纖激光器由容量有限的蓄電池供電，節能型的驅動電源變得非常重要。通常的驅動方式效率較低，難以滿足光纖激光器的節能的要求。

光纖激光器一般采用激光二極管進行泵浦，驅動電源的作用主要是給激光二極管提供恒流源，大多數驅動電源的技術集中在浪涌保護控制【參見“大功率光纖激光器泵浦源LD驅動電源設計”，《光電技術應用》，2014年29卷70-74頁】、溫度補償【“大功率半導體激光器恒流源設計”，《光器件》，2008年1期46-48頁】、多模式輸出【CN201610513345.6】、開關速度【CN201420241283.4】等方面，對于如何節能考慮不多。驅動電源的效率主要由交流電到直流電、直流電到恒流的兩部分的效率相乘得到。這兩部分的效率受鐵芯損耗、導線損耗、器件發熱、電壓降等常規損耗的影響，在常規的電源技術有很多技術方案，且已經接近了現有材料可以達到的極限，進一步的突破需要新材料的出現。

發明內容

本發明提供了一種節能型的光纖激光驅動電源技術，其特點是結合柔性的驅動電源設計，利用智能算法，根據個體應用場景的特殊性，調節驅動源的工作狀態，從而降低整個光纖激光器的能耗。

為解決以上技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種光纖激光器的驅動電源，包括：中央處理器、直流變換電源2、數字模擬信號轉換芯片3、壓控電流源4、采樣反饋電路5、環境感知電路6，信號接收電路7；

所述中央處理器通過數字模擬信號轉換芯片3控制壓控電流源4的電流輸出；

所述直流變換電源2為脈沖寬度調制的線性穩壓源結構，為激光二極管9提供工作電壓；

中央處理器通過數字電位器8來對電壓可調的直流變換電源2進行控制，控制直流變換電源2輸出的脈沖寬度調制信號的頻率和占空比；

所述壓控電流源4為光纖激光器中用于泵浦光纖的激光二極管9提供工作電流；

所述采樣反饋電路5用于對激光二極管9的工作電壓和工作電流采樣后反饋給中央處理器；

所述信號接收電路7用于接收設定的參數信息；

所述環境感知電路6通過傳感器采集環境溫度、激光二極管9的工作溫度、工作距離、傳輸光路散射損耗系數、光纖激光器輸出功率參數輸入給中央處理器，并與所述信號接收電路7接收的設定參數信息進行比對，比對結果用于運算。

進一步地，所述中央處理器為具備高速數據處理能力的數字信號處理器DSP或內置DSP的微控制器MCU。

一種光纖激光器的驅動電源的電源驅動方法，其特征在于:包括以下步驟：