雷射用直流模塊電源老化電子負載裝置製造方法
2023-06-11 00:27:46
雷射用直流模塊電源老化電子負載裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種雷射用直流模塊電源老化電子負載裝置，包括步階基準信號生成模塊、負載電流採樣模塊、誤差放大模塊、恆壓控制模塊、驅動模塊、負載接口端和供電模塊，所述步階基準信號生成模塊的輸出端接誤差放大模塊的一輸入端，負載電流採樣模塊的輸出端接誤差放大模塊的另一輸入端，誤差放大模塊的輸出端接恆壓控制模塊的輸入端，恆壓控制模塊的輸出端接驅動模塊的輸入端，驅動模塊驅動負載接口端；供電模塊分別向誤差放大模塊和驅動模塊供電。本裝置能夠代替雷射光源實際工作時所需要的工作模式，也使得直流模塊以實際使用帶載情況來工作，來老化，既能節約老化成本，又能實現模擬效果。
【專利說明】雷射用直流模塊電源老化電子負載裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及元器件老化領域，更具體地，涉及一種雷射用直流模塊電源老化電子負載裝置。
【背景技術】
[0002]光機設備驅動電源，在安裝到光機前，需要做長時間可靠性老化測試，而老化電源用的負載須既能模擬出實際負載的情況，又能節約成本體現經濟效益。在光機的實際應用中，光機中雷射所需的負載是呈步階型電流模式，所以直流驅動模塊的輸出電流也為步階型電流模式，而實際應用中的電子負載機並不能完全模擬出直流模塊電源實際的帶載情況，通常電子負載機有3種負載模式,恆壓模式、恆流模式、恆阻模式。這3種模式中任何一種模式都無法模擬步階直流3階跳變的動態負載變化形式(0A — 3A — 6A)。
[0003]在電源傳統的老化方式裡，電阻成本低但電阻容易在工作中損壞，而且電阻老化時間長了還會使負載存在很大的偏差，影響老化結果，而採用電子負載機來做老化負載顯然老化的成本很高且達不到模擬實際使用負載的效果，不利於優化績效比。
【發明內容】
[0004]為了克服上述現有技術的不足，本發明提出一種雷射用直流模塊電源老化電子負載裝置，該裝置既能模擬出雷射光源帶載時電流的工作情況，又能用作老化負載，同時降低了老化設備所需的成本。
[0005]為了實現上述目的，本發明的技術方案為:
一種雷射用直流模塊電源老化電子負載裝置，包括步階基準信號生成模塊、負載電流採樣模塊、誤差放大模塊、恆壓控制模塊、驅動模塊、負載接口端和供電模塊，所述步階基準信號生成模塊的輸出端接誤差放大模塊的一輸入端，負載電流採樣模塊的輸出端接誤差放大模塊的另一輸入端，誤差放大模塊的輸出端接恆壓控制模塊的輸入端，恆壓控制模塊的輸出端接驅動模塊的輸入端，驅動模塊驅動負載接口端；供電模塊分別向誤差放大模塊和驅動模塊供電。
[0006]本發明結合直流模塊的實際應用特性，將步階信號接入電子負載中，用來驅動電子負載，使負載的步調與供電模塊的帶載步調一致，從而替代實際的雷射負載，實現了其他負載無法實現的模擬效果。採用步階基準信號生成模塊生成步階基準信號源，採樣直流供電模塊的負載電流，把採樣信號與基準源比較放大後控制老化負載裝置的恆壓控制模塊，使得恆壓控制模塊得到此控制信號後才能開始工作，恆壓控制模塊輸出的驅動信號經過放大電路放大後，接入負載接口端控制驅動負載，使負載按照步階基準開關工作，這樣使得直流供電模塊電源的負載也以步階基準來拉負載，這樣能夠達到代替雷射光源實際工作時所需要的工作模式，也使得直流模塊以實際使用帶載情況來工作，來老化，既能節約老化成本，又能實現模擬效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖I為本發明的應用模塊電路框圖。
[0008]圖2為本發明的雷射用直流模塊電源老化電子負載裝置的電路原理圖。
[0009]圖3為步階波形附圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結合附圖對本發明做進一步的描述，但本發明的實施方式並不限於此。
[0011]如圖1，一種雷射用直流模塊電源老化電子負載裝置，包括步階基準信號生成模塊I、負載電流採樣模塊2、誤差放大模塊3、恆壓控制模塊4、驅動模塊5、負載接口端6和供電模塊7，所述步階基準信號生成模塊I的輸出端接誤差放大模塊3的一輸入端，負載電流採樣模塊2的輸出端接誤差放大模塊3的另一輸入端，誤差放大模塊3的輸出端接恆壓控制模塊4的輸入端，恆壓控制模塊4的輸出端接驅動模塊5的輸入端，驅動模塊5驅動負載接口端6 ;供電模塊7分別向誤差放大模塊3和驅動模塊5供電。
[0012]如圖2，負載電流採樣模塊2包括運算放大器U66A、U68A、U68B、U68C、U68D、運放跟隨器 U74A、MOSFET 管 M0S29、M0S30、M0S31、M0S32、三極體 Q7、Q8 和電阻 R825、R820、R838、R843、R844 ;三極體Q7、Q8形成推挽放大模塊；
誤差放大模塊3的輸出端通過電阻R820接運算放大器U66A的同相輸入端，電阻R820還通過電阻R825接運算放大器U66A的輸出端，運算放大器U66A的輸出端接運放跟隨器U74A的正輸入端，運放跟隨器U74A的輸出端經過推挽放大模塊後分別接運算放大器U68A、U68B、U68C、U68D的同相端，運算放大器U68A、U68B、U68C、U68D的輸出端分別接MOSFET管M0S29、M0S30、M0S31、M0S32 的柵極，M0S29、M0S30、M0S31、M0S32 的源級分別接運算放大器 U68A、U68B、U68C、U68D 反相端；M0S29、M0S30、M0S31、M0S32 的源級分別通過電阻 R838、R843、R844、R848接誤差放大模塊的另一輸入端。
[0013]在本實施方式中，通過控制驅動電路的供電模塊的通斷，來控制拉載功率MOSFET的通斷，使控制信號與功率MOSFET拉載同步，這樣的老化負載就等效於實際雷射光源工作的情況。
[0014]光機光源設備驅動直流電源實際負載波形呈步階型，所以老化直流電源時有必要按照實際負載來老化。本實施方式中是用U71生成實際的步階波形，然後從輸出端負載功率MOSFET源級採樣，把直流電源負載的電流經過採樣電阻R838、R843、R844、R848，得到採樣信號與U71 (MCU3121+NE555 )的步階波形比較後放大送給U66，此比較放大信號加在U66A的同相端，使得U66A輸出電壓按照步階波形開始或結束工作。
[0015]U66A的同相端接步階信號，此信號被R825和R820放大一定的倍數後輸出，此輸出電壓經過運放跟隨器U74A後再經過Q7、Q8推挽放大後加在U68A、U68B、U68C、U68D的同相端，而M0S29、M0S30、M0S31、M0S32的源級反饋信號加在對應運放的反相端，用來控制老化負載過載時關斷功率M0SFET。由於U66A的輸出電壓以步階波形工作，所以U68A、U68B、U68C、U68D輸出電壓也是按照步階的波形來驅動各自對應的M0SFET。這樣可以使驅動波形與實際相匹配。
[0016]運算放大器U66A的同相端接步階電壓，此電壓被R825和R820放大一定的倍數後輸出，此輸出電壓經過運放跟隨器U74A後再經過Q7、Q8推挽放大後加在U68A、U68B、U68C、U68D的同相端，而M0S29、M0S30、M0S31、M0S32的源級反饋信號加在對應運放的反相端，用來控制老化負載過載時關斷功率MOSFET。由於U66A的輸出電壓以步階波形工作，所以U68A、U68B、U68C、U68D輸出電壓也是按照步階的波形來驅動各自對應的MOSFET。這樣電源拉載以步階波形拉載，與驅動波形相匹配，做到電源拉載波形跟隨實際驅動波形工作。
[0017]在本實施方式中的雷射用直流模塊電源老化電子負載裝置還包括負載過溫保護模塊，所述負載過溫保護模塊包括運算放大器U67B、電阻RT4、R828、光耦合器U69，電阻RT4一端接運算放大器U67B的正相端，電阻RT4另一端接運算放大器U67B的反相端，運算放大器U67B的反相端還通過電阻R828接地，運算放大器U67B的輸出端接光耦合器U69的輸入端，耦合器U69的輸出端接推挽放大模塊。
[0018]運算放大器U67B在工作環境溫度升高時，RT4阻值減小，R828分壓增大，U67B反相端電壓增大，大於其同相端電壓後，U67B輸出低電平，光耦U69內部二極體及三極體工作，拉低Q7、Q8驅動電壓，使Q7、Q8不能正常工作，而使得整個電路停止工作，起到了保護作用。
[0019]所述負載過溫保護模塊還包括發光二極體LED4，發光二極體LED4的負極接運算放大器U67B的輸出端，正極接推挽放大模塊。
[0020]在本實施方式中的雷射用直流模塊電源老化電子負載裝置還包括用於保護MOS管的二極體 D35、D36、D38、D37, 二極體 D35、D36、D38、D37 分別接在 MOS 管 M0S29、M0S30、M0S31、M0S32的源漏極之間，二極體的正極接MOS的源級，負極接MOS管的漏極；
D35、D36、D38、D37用來保護對應的功率MOSFET，穩壓電容EC34、EC33、EC36、EC35作為老化電子負載的容性負載，起到穩壓的作用，穩壓電容EC34、EC33、EC36、EC35分別接在MOS管 M0S29、M0S30、M0S31、M0S32 的源漏極之間。
[0021]在電源傳統的老化方式裡，電阻成本低但電阻容易在工作中損壞，而且電阻老化時間長了還會使負載存在很大的偏差，影響老化結果，而採用電子負載機來做老化負載顯然老化的成本很高且達不到模擬實際使用負載的效果，不利於優化績效比。
[0022]本發明的裝置既能模擬出雷射光源帶載時電流的工作情況，又能用作老化負載，同時降低了老化設備所需的成本。在本實施方式中，通過控制驅動電路的供電電壓的通斷，來控制拉載功率MOSFET的通斷，使控制信號與功率MOSFET拉載同步，這樣的老化負載就等效於實際雷射光源工作的情況。
[0023]以上所述的本發明的實施方式，並不構成對本發明保護範圍的限定。任何在本發明的精神原則之內所作出的修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的權利要求保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種雷射用直流模塊電源老化電子負載裝置，其特徵在於，包括步階基準信號生成模塊、負載電流採樣模塊、誤差放大模塊、恆壓控制模塊、驅動模塊、負載接口端和供電模塊，所述步階基準信號生成模塊的輸出端接誤差放大模塊的一輸入端，負載電流採樣模塊的輸出端接誤差放大模塊的另一輸入端，誤差放大模塊的輸出端接恆壓控制模塊的輸入端，恆壓控制模塊的輸出端接驅動模塊的輸入端，驅動模塊驅動負載接口端；供電模塊分別向誤差放大模塊和驅動模塊供電。
2.根據權利要求1所述的雷射用直流模塊電源老化電子負載裝置，其特徵在於，所述負載電流採樣模塊包括運算放大器U66A、U68A、U68B、U68C、U68D、運放跟隨器U74A、M0S管M0S29、M0S30、M0S31、M0S32、三極體 Q7、Q8 和電阻 R825、R820、R838、R843、R844 ;三極體 Q7、Q8形成推挽放大模塊； 所述誤差放大模塊的輸出端通過電阻R820接運算放大器U66A的同相輸入端，電阻R820還通過電阻R825接運算放大器U66A的輸出端，運算放大器U66A的輸出端接運放跟隨器U74A的正輸入端，運放跟隨器U74A的輸出端經過推挽放大模塊後分別接運算放大器U68A、U68B、U68C、U68D的同相端，運算放大器U68A、U68B、U68C、U68D的輸出端分別接MOS管 M0S29、M0S30、M0S31、M0S32 的柵極，M0S29、M0S30、M0S31、M0S32 的源級分別接運算放大器 U68A、U68B、U68C、U68D 反相端；M0S29、M0S30、M0S31、M0S32 的源級分別通過電阻 R838、R843、R844、R848接誤差放大模塊的另一輸入端。
3.根據權利要求2所述的雷射用直流模塊電源老化電子負載裝置，其特徵在於，所述裝置還包括負載過溫保護模塊，所述負載過溫保護模塊包括運算放大器U67B、電阻RT4、R828、光耦合器U69，電阻RT4 —端接運算放大器U67B的正相端，電阻RT4另一端接運算放大器U67B的反相端，運算放大器U67B的反相端還通過電阻R828接地，運算放大器U67B的輸出端接光I禹合器U69的輸入端,I禹合器U69的輸出端接推挽放大模塊。
4.根據權利要求3所述的雷射用直流模塊電源老化電子負載裝置，其特徵在於，所述負載過溫保護模塊還包括發光二極體LED4，發光二極體LED4的負極接運算放大器U67B的輸出端，正極接推挽放大模塊。
5.根據權利要求2所述的雷射用直流模塊電源老化電子負載裝置，其特徵在於，所述裝置還包括用於保護MOS管的二極體D35、D36、D38、D37，二極體D35、D36、D38、D37分別接在MOS管M0S29、M0S30、M0S31、M0S32的源漏極之間，二極體的正極接MOS的源級，負極接MOS管的漏極。
6.根據權利要求2所述的雷射用直流模塊電源老化電子負載裝置，其特徵在於，所述裝置還包括穩壓電容EC34、EC33、EC36、EC35，穩壓電容EC34、EC33、EC36、EC35分別接在MOS 管 M0S29、M0S30、M0S31、M0S32 的源漏極之間。
【文檔編號】G01R1/20GK104330595SQ201410605500
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月30日 優先權日:2014年10月30日
【發明者】帥孟奇, 黃濤濤 申請人:廣東威創視訊科技股份有限公司