脈衝雷射電源智能控制板的製作方法
2023-05-19 04:21:01 1
專利名稱：脈衝雷射電源智能控制板的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於智能控制技術領域，特別涉及雷射電源的智能化控制和管理。
背景技術：
目前在雷射電源的控制中，一般都採用全硬體邏輯控制，充電電壓通過電位器調整，沒有直觀的預設定；放電脈衝信號的設定也沒有顯示，而是通過多個按鍵來設定，硬體電路複雜且不易於調節；控制及保護邏輯電路全部為硬體，不能與計算機通訊，智能化程度低。在雷射電源內部採用單片機控制軟硬體相結合方法，是一種先進的方案，能夠簡化硬體電路，提高自動化、智能化程度。
實用新型內容本實用新型的目的是針對雷射電源的發展現狀，採用多種抗幹擾措施，設計出一種脈衝雷射電源智能控制板，可以與雷射電源內部電路直接相連。
本實用新型採用單片機作為處理器，光電耦合技術和軟硬體相結合的方案，實現控制電路的信號邏輯、充電模擬基準電壓、電源的充放電控制信號，用戶可通過按鍵對充電電壓和放電信號頻率進行預設定，數碼顯示，簡易直觀。
本實用新型是通過以下技術方案實現的一種脈衝雷射電源智能控制板，包括單片機微處理器，微處理器通過接口或引腳連接有按鍵輸入電路，時鐘電路，單片微處理器，顯示及驅動電路，故障檢測電路，充電電壓調整電路，放電信號產生電路，通訊接口電路；選用PIC16C74B單片機擔任處理器，用L1-L4四個發光二極體、SM1-SM5五位七段數碼管和電晶體T1-T5作為顯示及驅動電路，由K1-K5和R1-R5組成按鈕輸入電路，由C1、C2、R7及晶體組成時鐘電路，向處理器提供時鐘信號，集成運算放大器、光電耦合器和附加元件構成充電電壓調整電路，分別由光耦IC4、IC5、IC6、IC7和其他元件組成信號故障檢測電路，由MAX232和周圍元件完成電平信號轉換，和計算機進行匹配連接，組成標準RS-232通訊接口，控制放電信號產生電路中，處理器分別輸出TTL電平到光耦IC8和IC9，在場效應管T7漏極輸出放電脈衝，並在三極體T6射極輸出固定寬度脈衝來控制充電電路，由LED數碼管SM4、SM5對當前頻率進行顯示。
對電源工作狀態有發光管指示。
所述故障檢測電路，是由微處理器通過光電耦合技術來檢測故障信號。
所述充電控制電路，是由微處理器產生直流基準電壓，通過按鍵電路對充電電壓進行預設定、顯示、控制。
所述放電信號電路，是通過按鍵電路對雷射電源放電脈衝信號預設定、顯示，同時產生保護充電控制電路的信號。
所述計算機通訊接口，是通過電平轉換實現微處理器與計算機的串行通訊。
本實用新型採用單片微處理器控制，智能化程度高，多種功能由軟體實現，簡化了硬體結構，提高了可靠性。主要功能可以檢測電源內部的過流、過壓、溫度、預燃等信號；可產生雷射電源的充放電信號；對充電電壓和放電頻率進行數位化控制和數碼顯示；還可通過標準RS-232串行接口與計算機進行通訊。
圖1為本實用新型的原理框圖。
圖2為本實用新型電路原理圖之一。
圖3為本實用新型電路原理圖之二。
其中標號1、按鍵輸入電路，2、時鐘電路，3、單片微處理器，4、顯示及驅動電路，5、故障檢測電路，6、充電電壓調整電路，7、放電信號產生電路，8、通訊接口電路。
具體實施方式
參見附圖。
本實用新型具體實施方式
如下選用PIC16C74B單片機擔任處理器3，用L1-L4四個發光二極體、SM1-SM5五位七段數碼管和電晶體T1-T5作為顯示及驅動電路4。其中SM1-SM3三位數碼管來顯示充電電壓，SM4和SM5顯示頻率，四個發光二極體分別來顯示電源的工作狀態。由K1-K5和R1-R5組成按鈕輸入電路1，該按鍵輸入電路1是用來識別操作意圖，例如是放電頻率調節、充電電壓調節，電源工作或暫停等。由C1、C2、R7及晶體組成時鐘電路2，它向處理器3提供時鐘信號。選用集成運算放大器，光電耦合器和附加元件構成充電電壓調整電路6。處理器3產生放電頻率信號，通過光電耦合器和三極體，場效應管發出充放電控制信號；故障檢測信號分別通過光電耦合器送入處理器3，來進行檢測和判斷有無故障出現。
本實用新型具有如下功能功能一由按鍵電路1和處理器3接口組合，控制充電電壓調整電路。當按下調整按鍵時，處理器3會根據按鍵意圖對所產生PWM波形的佔空比進行調節，輸入到光耦IC3的波形產生變化，引起電容C3上的平均電壓發生變化，由運算放大器LM358(IC21)進行放大後產生充電控制電壓，並通過LED數碼管SM1-SM3顯示當前工作電壓。
功能二由按鍵電路1和處理器3接口組合，控制放電信號產生電路。按下調整按鍵時，處理器3會根據按鍵意圖對所產生的放電頻率信號周期進行調整，分別輸出TTL電平到光耦IC8和IC9，在場效應管T7漏極輸出放電脈衝，並在三極體T6射極輸出固定寬度脈衝來控制充電電路，由LED數碼管SM4，SM5對當前頻率進行顯示。
功能三分別由光耦IC4，IC5，IC6，IC7和其他元件組成信號故障檢測電路。當有故障信號出現時，光耦導通，在處理器3檢測端產生低電平信號，處理器3在檢測到故障信號後，立即進行處理，以保護電源電路。
功能四由MAX232(IC10)和周圍元件完成電平信號轉換，和計算機進行匹配連接，組成標準RS-232通訊接口，可由計算機遙控對雷射電源進行電源電壓，頻率調整，控制和管理，同時處理器3也向計算機送出當前電源工作狀態，實現雷射電源和計算機的雙向通訊。
功能五在顯示及驅動顯示電路4中，由L1-L4四個發光管對當前的電源工作狀態進行指示。
權利要求1.一種脈衝雷射電源智能控制板，包括單片機微處理器，微處理器通過接口或引腳連接有按鍵輸入電路，時鐘電路，單片機微處理器，顯示及驅動電路，故障檢測電路，充電電壓調整電路，放電信號產生電路，通訊接口電路，其特徵在於選用PIC16C74B單片機擔任處理器，用L1-L4四個發光二極體、SM1-SM5五位七段數碼管和電晶體T1-T5作為顯示及驅動電路，由K1-K5和R1-R5組成按鈕輸入電路，由C1、C2、R7及晶體組成時鐘電路，向處理器提供時鐘信號，集成運算放大器、光電耦合器和附加元件構成充電電壓調整電路，分別由光耦IC4、IC5、IC6、IC7和其他元件組成信號故障檢測電路，由MAX232和周圍元件完成電平信號轉換，和計算機進行匹配連接，組成標準RS-232通訊接口，控制放電信號產生電路中，處理器分別輸出TTL電平到光耦IC8和IC9，在場效應管T7漏極輸出放電脈衝，並在三極體T6射極輸出固定寬度脈衝來控制充電電路，由LED數碼管SM4、SW5對當前頻率進行顯示。
專利摘要本實用新型公開一種脈衝雷射電源智能控制板，由微處理器連接有時鐘電路，按鍵輸入電路，數碼顯示驅動電路，故障檢測電路，充電控制電路，放電信號電路，計算機通訊接口電路組成。可通過按鍵電路與軟體對雷射充電電壓進行預設定，並由數碼管顯示；可通過軟體對放電脈衝信號進行預設定；可對雷射電源內部故障信號檢測和實現電源的自動保護；可通過RS－232接口實現雷射電源與計算機通信。本實用新型結構簡單，可靠性高，抗幹擾能力強，適合脈衝雷射電源的智能化控制和管理。
文檔編號H03K3/42GK2718899SQ200420026428
公開日2005年8月17日 申請日期2004年4月15日 優先權日2004年4月15日
發明者鮑健, 王建國, 高立新, 熊魯源 申請人:中國科學院安徽光學精密機械研究所