-

1. ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(19) BY (11) 6427
(13) U
(46) 2010.08.30
(51) МПК (2009)
H 01S 3/09
(54) БЛОК ПИТАНИЯ ЛАЗЕРА
(21) Номер заявки: u 20091104
(22) 2009.12.30
(71) Заявитель: Открытое акционерное
общество "Пеленг" (BY)
(72) Авторы: Батюшков Валентин Вениа-
минович; Борисов Виктор Викторо-
вич; Жуков Олег Николаевич; Кири-
лин Владимир Иванович; Михайлов
Юрий Тимофеевич; Ракуш Владимир
Валентинович; Руховец Владимир Ва-
сильевич; Тареев Анатолий Михайло-
вич (BY)
(73) Патентообладатель: Открытое акцио-
нерное общество "Пеленг" (BY)
(57)
Блок питания лазера, содержащий источник питания, устройство управления, выход
которого электрически связан с входом источника питания, термодатчик, отличающийся
тем, что содержит блок формирования термозависимого управляющего сигнала, вход ко-
торого электрически связан с выходом термодатчика, а выход указанного блока электри-
чески связан с входом устройства управления.
BY6427U2010.08.30

2. BY 6427 U 2010.08.30
2
(56)
1. Шмелев К.Д., Королев Г.В. Источники электропитания лазеров. - М.: Энергоиздат,
1981. - С. 91-92.
2. Шмелев К.Д., Королев Г.В. Источники электропитания лазеров. - М.: Энергоиздат,
1981. - С. 96-98 (прототип).
Полезная модель относится к силовой электронике, в частности к источникам пита-
ния, и может быть использована для создания источников питания лазеров.
Известен блок питания лазера (БП) [1], включающий источник питания, устройство
управления, выход которого электрически связан с входом источника питания, термодат-
чик.
Источник питания содержит стабилизатор постоянного напряжения, устройство
управления выполнено на резистивном делителе напряжения, в качестве термодатчика
используется термосопротивление, находящееся в цепи резистивного делителя напряже-
ния устройства управления.
При увеличении температуры окружающей среды сопротивление термодатчика уве-
личивается, коэффициент деления резистивного делителя напряжения увеличивается, что
вызывает увеличение входного сигнала источника питания и соответственное увеличение
его выходного напряжения и мощности накачки лазера.
В связи с примененной в устройстве управления конкретной схемы резистивного де-
лителя напряжения описанный БП имеет узкий линейный температурный диапазон регу-
лирования напряжения питания и соответственно мощности накачки лазера.
Больший линейный температурный диапазон регулирования напряжения питания и
соответственно мощности накачки лазера имеет БП, описанный в [2], являющийся наибо-
лее близким по технической сущности и достигаемому результату и выбранный в каче-
стве прототипа.
БП [2] включает источник питания, устройство управления, выход которого электри-
чески связан с входом источника питания, термодатчик.
Источник питания заряжает конденсатор накачки лазера, устройство управления вы-
полнено на резистивном делителе напряжения, в составе термодатчика используются два
термосопротивления, находящиеся в цепи резистивного делителя напряжения устройства
управления.
При увеличении температуры окружающей среды сопротивление термодатчиков уве-
личивается, коэффициент деления резистивного делителя напряжения увеличивается, что
вызывает увеличение входного сигнала источника питания и соответственное увеличение
его выходного напряжения и соответственно мощности накачки лазера.
В связи с применением в устройстве управления резистивного делителя напряжения с
двумя термосопротивлениями, имеющими существенно отличающиеся зависимости от
температуры, описанный БП имеет более широкий линейный температурный диапазон
регулирования напряжения источника питания и соответственно мощности накачки лазе-
ра.
Однако указанный БП [2] позволяет получить только плавно нелинейно увеличиваю-
щееся или уменьшающееся с температурой напряжение питания и соответственно только
плавно нелинейно увеличивающуюся или уменьшающуюся с температурой мощность
накачки лазера.
Задачей настоящей полезной модели является создание блока питания лазера с мощ-
ностью накачки лазера, постоянной в определенном диапазоне температур и увеличенной
вне упомянутого диапазона температур.
Сущность полезной модели заключается в том, что блок питания лазера, содержащий
источник питания, устройство управления, выход которого электрически связан с входом

3. BY 6427 U 2010.08.30
3
источника питания, термодатчик, в отличие от прототипа, содержит блок формирования
термозависимого управляющего сигнала, вход которого электрически связан с выходом
термодатчика, а выход указанного блока электрически связан с входом устройства управ-
ления.
Введение в БП блока формирования термозависимого управляющего сигнала, элек-
трическое соединение выхода термодатчика с входом указанного блока, выход которого
электрически связан с входом устройства управления, позволяет получить на выходе БП
мощность накачки лазера, постоянную в определенном диапазоне температур и увеличен-
ную вне упомянутого диапазона температур.
Полезная модель поясняется фигурой.
На фигуре представлена функциональная схема БП.
БП содержит источник питания 1, устройство управления 2, блок 3 формирования
термозависимого управляющего сигнала, термодатчик 4.
Источник питания 1 представляет собой генератор тока на микросхеме IR2104SPBF,
имеет регулировку тока в пределах от 0 до 7 A. Источник питания 1 обеспечивает посто-
янный ток накачки лазера, в качестве которого используется лазерный диод.
Устройство управления 2, выход которого электрически связан с входом источника
питания 1, выдает управляющий сигнал на вход источника питания 1.
Функционально устройство управления 2 включает в себя устройство сравнения 5 на
микросхемах LM397MF и LMC7101AIM5, резистивный делитель с резисторами 6 и 7. На
резистивный делитель с резисторами 6 и 7 подается опорное напряжение Uоп, при этом
сигнал с переменного резистора 6 подается на вход устройства сравнения 5.
Блок 3 формирования термозависимого управляющего сигнала, выход которого элек-
трически связан с входом устройства управления 2, вырабатывает токовый сигнал управ-
ления, постоянный в определенном диапазоне температур и увеличенный вне
упомянутого диапазона температур, поступающий на резистор 6 устройства управления 2.
Указанный блок 3 включает в себя два устройства сравнения 8 и 9, каждое из которых вы-
полнено на микросхеме LMC7101AIM5, и согласующее устройство 10 с "токовыми зерка-
лами" на двух микросхемах BCV62B. Устройство сравнения 8 предназначено для
сравнения сигнала с термодатчика 4 с нижним опорным напряжением и функционирует
при температурах ниже установленной определенной величины. Устройство сравнения 9
предназначено для сравнения сигнала с термодатчика 4 с верхним опорным напряжением
и функционирует при температурах выше установленной определенной величины. Выхо-
ды устройств сравнения 8 и 9 связаны с соответствующими входами согласующего
устройства 10, с выхода которого суммарный токовый сигнал поступает на резистор 6
устройства управления 2.
Термодатчик 4 на микросхеме LM135AH, выход которого электрически связан с вхо-
дом блока 3 формирования управляющего сигнала, постоянного в определенном диапа-
зоне температур и увеличенного вне упомянутого диапазона температур, вырабатывает
сигнал, зависящий от температуры. Термодатчик 4 установлен в корпусе лазера.
БП работает следующим образом.
Пока корпус лазера имеет температуру, находящуюся в определенных пределах выше
нижней пороговой и ниже верхней пороговой, сигнал с выхода термодатчика 4 тоже нахо-
дится в определенном диапазоне выше нижнего порогового и ниже верхнего порогового
значения. В этом случае выключены устройства сравнения 8 и 9 блока 3 формирования
термозависимого управляющего сигнала. Токи устройств сравнения 8 и 9, поступающие
на вход согласующего устройства 10, равны нулю, суммарный ток с выхода согласующего
устройства 10 указанного блока 3, поступающий на резистор 6 блока управления 2, равен
нулю. На вход устройства сравнения 5 блока управления 2 поступает постоянный сигнал с
переменного резистора 6, определяемый протекающим через резистивный делитель с ре-
зисторами 6 и 7 током источника опорного напряжения Uоп.

4. BY 6427 U 2010.08.30
4
Устройство сравнения 5 блока управления 2 вырабатывает постоянный сигнал управ-
ления, не зависящий от температуры и поступающий с выхода устройства управления 2 на
вход источника питания 1. Источник питания 1 обеспечивает постоянную мощность
накачки лазера, в нашем случае постоянный ток накачки лазерного диода.
Как только температура корпуса лазера становится ниже определенной нижней поро-
говой температуры, сигнал с выхода термодатчика 4, поступающий на вход блока 3 фор-
мирования термозависимого управляющего сигнала, будет меньше установленного
определенного нижнего порогового значения.
При этом значении сигнала с выхода термодатчика 4 срабатывает устройство сравне-
ния 8, которое при этом увеличивает выходной ток, поступающий через согласующее
устройство 10 на резистор 6 в блоке управления 2. Устройство сравнения 9 при этом вы-
ключено, и выходной ток его равен нулю. Суммарный ток с выхода согласующего
устройства 10 блока 3, поступающий на резистор 6 блока управления 2, больше нуля. На
вход устройства сравнения 5 блока управления 2 поступает увеличенный постоянный сиг-
нал с переменного резистора 6, определяемый суммарным током, образованным током,
протекающим через резистивный делитель с резисторами 6 и 7 от источника опорного
напряжения Uоп блока управления 2, и выходным током согласующего устройства 10 бло-
ка управления 3, протекающим через резистор 6. Устройство сравнения 5 увеличивает
сигнал с выхода устройства управления 2, поступающий на вход источника питания 1.
Источник питания 1 при этом увеличивает постоянный ток накачки лазерного диода и
соответственно мощность накачки лазера.
Как только температура корпуса лазера становится выше определенной верхней поро-
говой температуры, сигнал с выхода термодатчика 4, поступающий на вход блока 3 фор-
мирования термозависимого управляющего сигнала, будет больше установленного
определенного верхнего порогового значения.
При этом значении сигнала с выхода термодатчика 4 срабатывает устройство сравне-
ния 9, которое при этом увеличивает выходной ток, поступающий через согласующее
устройство 10 на резистор 6 в блоке управления 2. Устройство сравнения 8 при этом вы-
ключено, и выходной ток его равен нулю. Суммарный ток с выхода согласующего
устройства 10 блока 3, поступающий на резистор 6 блока управления 2, больше нуля. На
вход устройства сравнения 5 блока управления 2 поступает увеличенный постоянный сиг-
нал с переменного резистора 6, определяемый суммарным током, образованным током,
протекающим через резистивный делитель с резисторами 6 и 7 от источника опорного
напряжения Uоп блока управления 2, и выходным током согласующего устройства 10 бло-
ка управления 3, протекающим через резистор 6. Устройство сравнения 5 увеличивает
сигнал с выхода устройства управления 2, поступающий на вход источника питания 1.
Источник питания 1 при этом увеличивает постоянный ток накачки лазерного диода и
соответственно мощность накачки лазера.
Таким образом, обеспечивается создание блока питания лазера с мощностью накачки
лазера, постоянной в определенном диапазоне температур и увеличенной вне упомянутого
диапазона температур.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.