專利名稱：實(shí)現(xiàn)輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)控制電路結(jié)構(gòu)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電路結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及輸出功率控制電路及方法技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種實(shí)現(xiàn)輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)控制電路結(jié)構(gòu)及其方法。
背景技術(shù)：
通常，在功率控制的相關(guān)領(lǐng)域，為了保證輸出功率的恒定，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員會(huì)借助如圖1所示的負(fù)反饋回路對(duì)其進(jìn)行功率自動(dòng)控制。也就是說，通過檢測(cè)輸出功率，然后對(duì)檢測(cè)值與設(shè)定值進(jìn)行比較，通過其誤差負(fù)反饋到控制電路對(duì)輸出功率進(jìn)行調(diào)整。對(duì)于通常的負(fù)反饋電路而言，一般可以通過一個(gè)一階反饋環(huán)，通過純模擬或者純數(shù)字的檢測(cè)反饋控制機(jī)制進(jìn)行調(diào)整。但通過單純的模擬反饋控制會(huì)使得反饋速度較慢，動(dòng)態(tài)反饋相對(duì)較窄；而通過純數(shù)字反饋控制確實(shí)可以快速對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行快速反饋，但因?yàn)閿?shù)字量化等精度原因，導(dǎo)致其反饋與控制精度都有一定的誤差，在某些對(duì)功率控制穩(wěn)定度較高的場(chǎng)合下，數(shù)字反饋控制無法滿足其穩(wěn)定度與精度要求。進(jìn)而，如果系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，需要對(duì)輸出功率按要求進(jìn)行改變，則按照通常反饋控制電路的結(jié)構(gòu)，會(huì)導(dǎo)致比較環(huán)路的設(shè)定值與檢測(cè)值都需要進(jìn)行改變，此時(shí)的反饋控制系統(tǒng)如果進(jìn)行快速調(diào)整，則勢(shì)必導(dǎo)致反饋環(huán)路輸出的振蕩，從而使輸出功率上下波動(dòng)，不利于設(shè)備的正常工作與穩(wěn)定調(diào)節(jié)。而如果反饋控制系統(tǒng)進(jìn)行慢速調(diào)整，則又導(dǎo)致調(diào)整步伐變慢，系統(tǒng)需要很長(zhǎng)時(shí)間才能進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。因此傳統(tǒng)的負(fù)反饋控制方法也不適用于需要對(duì)輸出功率作出快速調(diào)整的應(yīng)用場(chǎng)景。對(duì)于需要冷啟動(dòng)的主備保護(hù)切換系統(tǒng)而言，主機(jī)出現(xiàn)故障后，備機(jī)需要在盡可能短的時(shí)間內(nèi)(比如Is內(nèi))快速啟動(dòng),恢復(fù)通信,且保證輸出功率穩(wěn)定。而對(duì)于大功率輸出的激光器而言，因?yàn)殡娏鬏^大，瞬間將輸出功率抬升會(huì)導(dǎo)致電源瞬間大電流輸出，一方面對(duì)電源要求相當(dāng)高，另一方面也容易對(duì)激 光器或者電源造成較大損傷。通常輸出的大功率需要通過反饋不停調(diào)整，使輸出盡可能的逼近設(shè)定值，從而達(dá)到穩(wěn)定輸出的目的。對(duì)于在DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing,密集波分復(fù)用)通信系統(tǒng)中，當(dāng)其中某個(gè)波長(zhǎng)信號(hào)突然中斷，使得整體的輸出功率突然下降時(shí)，為了保證通信設(shè)備的正常，系統(tǒng)通常需要快速地將輸出功率調(diào)整到原有設(shè)定值上，通過傳統(tǒng)的反饋控制方法，要么導(dǎo)致調(diào)整時(shí)間過長(zhǎng)，這會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)誤以為通信中斷，要么調(diào)整會(huì)引起較大的輸出功率波動(dòng)，這將影響下級(jí)接收系統(tǒng)的穩(wěn)定度和誤碼率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種具有更快的反饋控制速度，同時(shí)又具有更高的反饋控制精度，從而在調(diào)整輸出功率的情況下，能夠使輸出功率迅速進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，應(yīng)用范圍較為廣泛的實(shí)現(xiàn)輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)控制電路結(jié)構(gòu)及其方法。為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)控制電路結(jié)構(gòu)具有如下構(gòu)成:
該電路結(jié)構(gòu)包括恒壓產(chǎn)生模塊、積分比較模塊、模擬驅(qū)動(dòng)模塊、光電檢測(cè)模塊和二階反饋電路模塊，所述的恒壓產(chǎn)生模塊的輸出端連接所述的積分比較模塊的正輸入端，所述的積分比較模塊的輸出端連接所述的模擬驅(qū)動(dòng)模塊，所述的光電檢測(cè)模塊連接所述的模擬驅(qū)動(dòng)模塊，所述的光電檢測(cè)模塊的輸出端連接所述的二階反饋電路模塊的輸入端，所述的二階反饋電路模塊的輸出端連接所述的積分比較模塊的輸入端，所述的二階反饋電路模塊包括模擬量反饋電路和數(shù)字量反饋電路，所述的模擬量反饋電路和數(shù)字量反饋電路均連接于所述的光電檢測(cè)模塊的輸出端和積分比較模塊的負(fù)輸入端之間。該實(shí)現(xiàn)輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)控制的電路結(jié)構(gòu)中，所述的二階反饋電路模塊還包括累加控制模塊；所述的模擬量反饋電路包括模擬量自動(dòng)調(diào)整模塊，所述的模擬量自動(dòng)調(diào)整模塊的輸入端連接所述的光電檢測(cè)模塊的輸出端，所述的模擬量自動(dòng)調(diào)整模塊的輸出端連接所述的累加控制模塊的輸入端；所述的數(shù)字量反饋電路包括順序連接的CPU控制模塊和數(shù)字量自動(dòng)調(diào)整模塊，所述的CPU控制模塊的輸入端連接所述的光電檢測(cè)模塊的輸出端，所述的數(shù)字量自動(dòng)調(diào)整模塊的輸出端連接所述的累加控制模塊的輸入端，所述的累加控制模塊的輸出端連接所述的積分比較模塊的負(fù)輸入端。該實(shí)現(xiàn)輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)控制的電路結(jié)構(gòu)中，所述的積分比較模塊為運(yùn)算放大積分電路。 該實(shí)現(xiàn)輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)控制的電路結(jié)構(gòu)中，所述的光電檢測(cè)模塊包括相互連接的光電探測(cè)器和跨導(dǎo)放大器，所述的光電探測(cè)器連接所述的模擬驅(qū)動(dòng)模塊，所述的跨導(dǎo)放大器的輸出端連接所述的二階反饋電路模塊的輸入端。本發(fā)明還提供一種基于所述的電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)控制的方法，該方法包括以下步驟:(I)所述的二階反饋電路模塊根據(jù)用戶操作，調(diào)整預(yù)設(shè)的目標(biāo)功率；(2)所述的二階反饋電路模塊中的數(shù)字量反饋電路根據(jù)從所述的光電檢測(cè)模塊獲得的當(dāng)前實(shí)際功率和所述的目標(biāo)功率確定`調(diào)整方向與調(diào)整步進(jìn)量；(3)所述的數(shù)字量反饋電路根據(jù)所述的調(diào)整方向與調(diào)整步進(jìn)量向所述的積分比較模塊輸出調(diào)整電壓信號(hào)；(4)當(dāng)所述的光電檢測(cè)模塊獲得的當(dāng)前實(shí)際功率超出所述的目標(biāo)功率時(shí)，所述的數(shù)字量反饋電路進(jìn)行反向調(diào)整并將所述的調(diào)整步進(jìn)量降為最小值后，鎖定所述的向積分比較模塊輸出調(diào)整電壓信號(hào)；(5)所述的模擬量反饋電路根據(jù)從所述的光電檢測(cè)模塊獲得的當(dāng)前實(shí)際功率和所述的目標(biāo)功率的差，向所述的積分比較模塊輸出調(diào)整電壓信號(hào)。該輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)控制的方法中，所述的二階反饋電路模塊還包括累加控制模塊；所述的模擬量反饋電路包括模擬量自動(dòng)調(diào)整模塊，所述的模擬量自動(dòng)調(diào)整模塊的輸入端連接所述的光電檢測(cè)模塊的輸出端，所述的模擬量自動(dòng)調(diào)整模塊的輸出端連接所述的累加控制模塊的輸入端；所述的數(shù)字量反饋電路包括順序連接的CPU控制模塊和數(shù)字量自動(dòng)調(diào)整模塊，所述的CPU控制模塊的輸入端連接所述的光電檢測(cè)模塊的輸出端，所述的數(shù)字量自動(dòng)調(diào)整模塊的輸出端連接所述的累加控制模塊的輸入端，所述的累加控制模塊的輸出端連接所述的積分比較模塊的負(fù)輸入端，所述的步驟(2)具體為:所述的CPU控制模塊根據(jù)從所述的光電檢測(cè)模塊獲得的當(dāng)前實(shí)際功率和所述的目標(biāo)功率的差值確定調(diào)整方向與調(diào)整步進(jìn)量。該輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)控制的方法中，所述的步驟(3)具體包括以下步驟:(31)所述的CPU控制模塊根據(jù)所述的調(diào)整方向與調(diào)整步進(jìn)量計(jì)算出增量信號(hào)；(32)所述的CPU控制模塊控制所述的數(shù)字量自動(dòng)調(diào)整模塊向所述的積分比較模塊輸出所述的增量信號(hào)。該輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)控制的方法中，所述的步驟(4)具體包括以下步驟:(41)所述的CPU控制模塊判斷從所述的光電檢測(cè)模塊獲得的當(dāng)前實(shí)際功率超出所述的目標(biāo)功率；(42)所述的CPU控制模塊進(jìn)行將所述的調(diào)整方向設(shè)定為與原方向相反；(43)所述的CPU控制模塊檢測(cè)到所述的當(dāng)前實(shí)際功率與所述的目標(biāo)功率間的差值小于或等于該CPU控制模塊的最小調(diào)整步進(jìn)量時(shí)，鎖定所述的向所述的積分比較模塊輸出所述的增量信號(hào)。采用了該發(fā)明的輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)控制電路結(jié)構(gòu)，由于其包括恒壓產(chǎn)生模塊、積分比較模塊、模擬驅(qū)動(dòng)模塊、光電檢測(cè)模塊和二階反饋電路模塊，且所述的二階反饋電路模塊包括模擬量反饋電路和數(shù)字量反饋電路，所述的模擬量反饋電路和數(shù)字量反饋電路均連接于所述的光電檢測(cè)模塊的輸出端和積分比較模塊的負(fù)輸入端之間；從而在自動(dòng)調(diào)節(jié)控制輸出功率的方法中，可以首先由所述的數(shù)字量反饋電路根據(jù)調(diào)整方向與調(diào)整步進(jìn)量向所述的積分比較模塊輸出調(diào)整電壓信號(hào)；而當(dāng)所述的光電檢測(cè)模塊獲得的當(dāng)前實(shí)際功率超出所述的目標(biāo)功率時(shí)，數(shù)字量反饋電路進(jìn)行反向調(diào)整并將所述的調(diào)整步進(jìn)量降為最小值，且鎖定所述的向積分比較模塊輸出調(diào)整電壓信號(hào)后；再由所述的模擬量反饋電路根據(jù)當(dāng)前實(shí)際功率和目標(biāo)功率的差，向所述的積分比較模塊 輸出調(diào)整電壓信號(hào)。從而保證了通過該電路結(jié)構(gòu)，既能利用數(shù)字量反饋電路反饋控制迅速的優(yōu)點(diǎn)，又能兼顧模擬量反饋控制精度高的優(yōu)勢(shì)，避免了現(xiàn)有技術(shù)中數(shù)字反饋控制振蕩劇烈精度較差，以及模擬控制響應(yīng)速度慢的缺陷，在調(diào)整設(shè)定的輸出功率的情況下，能夠使輸出功率迅速進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，且本發(fā)明的輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)控制電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，其應(yīng)用方法簡(jiǎn)便，應(yīng)用范圍也較為廣泛。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的輸出功率調(diào)節(jié)控制電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)控制的電路結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)控制的方法的步驟流程圖。圖4為本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)控制的電路結(jié)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用中的電路示意圖。圖5為本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)控制的方法在實(shí)際應(yīng)用中的輸出功率調(diào)整方法示意圖。
具體實(shí)施例方式為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下實(shí)施例詳細(xì)說明。請(qǐng)參閱圖2所示,為本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)控制的電路結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
在一種實(shí)施方式中，該實(shí)現(xiàn)輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)控制的電路結(jié)構(gòu)包括恒壓產(chǎn)生模塊、積分比較模塊、模擬驅(qū)動(dòng)模塊、光電檢測(cè)模塊和二階反饋電路模塊，所述的恒壓產(chǎn)生模塊的輸出端連接所述的積分比較模塊的正輸入端，所述的積分比較模塊的輸出端連接所述的模擬驅(qū)動(dòng)模塊，所述的光電檢測(cè)模塊連接所述的模擬驅(qū)動(dòng)模塊，所述的光電檢測(cè)模塊的輸出端連接所述的二階反饋電路模塊的輸入端，所述的二階反饋電路模塊的輸出端連接所述的積分比較模塊的輸入端，所述的二階反饋電路模塊包括模擬量反饋電路和數(shù)字量反饋電路，所述的模擬量反饋電路和數(shù)字量反饋電路均連接于所述的光電檢測(cè)模塊的輸出端和積分比較模塊的負(fù)輸入端之間。其中，所述的積分比較模塊可以為運(yùn)算放大積分電路。所述的光電檢測(cè)模塊包括相互連接的光電探測(cè)器和跨導(dǎo)放大器，所述的光電探測(cè)器連接所述的模擬驅(qū)動(dòng)模塊，所述的跨導(dǎo)放大器的輸出端連接所述的二階反饋電路模塊的輸入端?；谠搶?shí)施方式所述的電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)控制的方法，如圖3所示，包括以下步驟:(I)所述的二階反饋電路模塊根據(jù)用戶操作，調(diào)整預(yù)設(shè)的目標(biāo)功率；(2)所述的二階反饋電路模塊中的數(shù)字量反饋電路根據(jù)從所述的光電檢測(cè)模塊獲得的當(dāng)前實(shí)際功率和所述的目標(biāo)功率確定調(diào)整方向與調(diào)整步進(jìn)量；(3)所述的數(shù)字量反饋 電路根據(jù)所述的調(diào)整方向與調(diào)整步進(jìn)量向所述的積分比較模塊輸出調(diào)整電壓信號(hào)；(4)當(dāng)所述的光電檢測(cè)模塊獲得的當(dāng)前實(shí)際功率超出所述的目標(biāo)功率時(shí)，所述的數(shù)字量反饋電路進(jìn)行反向調(diào)整并將所述的調(diào)整步進(jìn)量降為最小值后，鎖定所述的向積分比較模塊輸出調(diào)整電壓信號(hào)；(5)所述的模擬量反饋電路根據(jù)從所述的光電檢測(cè)模塊獲得的當(dāng)前實(shí)際功率和所述的目標(biāo)功率的差，向所述的積分比較模塊輸出調(diào)整電壓信號(hào)。在一種較優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述的二階反饋電路模塊還包括累加控制模塊；所述的模擬量反饋電路包括模擬量自動(dòng)調(diào)整模塊，所述的模擬量自動(dòng)調(diào)整模塊的輸入端連接所述的光電檢測(cè)模塊的輸出端，所述的模擬量自動(dòng)調(diào)整模塊的輸出端連接所述的累加控制模塊的輸入端；所述的數(shù)字量反饋電路包括順序連接的CPU控制模塊和數(shù)字量自動(dòng)調(diào)整模塊，所述的CPU控制模塊的輸入端連接所述的光電檢測(cè)模塊的輸出端，所述的數(shù)字量自動(dòng)調(diào)整模塊的輸出端連接所述的累加控制模塊的輸入端，所述的累加控制模塊的輸出端連接所述的積分比較模塊的負(fù)輸入端?；谠撦^優(yōu)選的實(shí)施方式所述的電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)控制的方法中，所述的步驟(2)具體為:所述的CPU控制模塊根據(jù)從所述的光電檢測(cè)模塊獲得的當(dāng)前實(shí)際功率和所述的目標(biāo)功率的差值確定調(diào)整方向與調(diào)整步進(jìn)量。在更優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述的步驟(3)具體包括以下步驟:(31)所述的CPU控制模塊根據(jù)所述的調(diào)整方向與調(diào)整步進(jìn)量計(jì)算出增量信號(hào)；(32)所述的CPU控制模塊控制所述的數(shù)字量自動(dòng)調(diào)整模塊向所述的積分比較模塊輸出所述的增量信號(hào)。且所述的步驟(4)具體包括以下步驟:(41)所述的CPU控制模塊判斷從所述的光電檢測(cè)模塊獲得的當(dāng)前實(shí)際功率超出所述的目標(biāo)功率；
(42)所述的CPU控制模塊進(jìn)行將所述的調(diào)整方向設(shè)定為與原方向相反；(43)所述的CPU控制模塊檢測(cè)到所述的當(dāng)前實(shí)際功率與所述的目標(biāo)功率間的差值小于或等于該CPU控制模塊的最小調(diào)整步進(jìn)量時(shí)，鎖定所述的向所述的積分比較模塊輸出所述的增量信號(hào)。在實(shí)際應(yīng)用中，本發(fā)明的輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)控制的電路結(jié)構(gòu)，如圖2及圖4所示，包括一個(gè)恒壓產(chǎn)生模塊、一個(gè)累加控制模塊、一個(gè)積分比較模塊，一個(gè)數(shù)字自動(dòng)調(diào)整、一個(gè)CPU控制、一個(gè)光電檢測(cè)模塊、一個(gè)模擬調(diào)整模塊以及一個(gè)模擬驅(qū)動(dòng)模塊。如圖4所示，的本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，光電檢測(cè)模塊將檢測(cè)的輸出功率的光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)送入數(shù)字自動(dòng)調(diào)整模塊與模擬調(diào)整模塊，這兩個(gè)模塊根據(jù)這個(gè)反饋量分別進(jìn)行相關(guān)輸出，兩個(gè)調(diào)整模塊的電壓輸出信號(hào)經(jīng)過累加控制模塊進(jìn)行疊加之后送入比較控制模塊的負(fù)端，比較控制模塊通過比較疊加信號(hào)的輸出與恒壓信號(hào)，其差值經(jīng)過積分之后，產(chǎn)生整個(gè)電路的穩(wěn)定輸出的激光器的驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)，送入模擬驅(qū)動(dòng)模塊，從而產(chǎn)生穩(wěn)定的功率輸出。恒壓產(chǎn)生模塊通過恒壓產(chǎn)生電路或者基準(zhǔn)管，固定產(chǎn)生一個(gè)恒定的電壓信號(hào)，送入積分比較模塊的正端；該端的電壓信號(hào)在整個(gè)電路工作過程中始終保持恒定，使得后面的比較電路只隨另一端的波動(dòng)而變化。積分比較模塊通過一個(gè)運(yùn)放積分電路，完成比較模塊兩端電壓信號(hào)差的積分累力口，由于其正端的電壓幅度永遠(yuǎn)恒定，而運(yùn)放的輸入阻抗接近無窮大，使得整個(gè)積分電路的輸出控制信號(hào)的變化只依賴負(fù)端的輸入變化，從而防止了正負(fù)兩端同時(shí)變化引起的輸出電壓信號(hào)的振蕩。光電檢測(cè)模塊主要完成輸出功率信號(hào)的檢測(cè)，它一般通過PD (光電探測(cè)器)以及一個(gè)跨導(dǎo)放大電路完成光功率信號(hào)的檢測(cè)與電流電壓轉(zhuǎn)換。該轉(zhuǎn)換電路的輸出送入CPU模塊與模擬控制電路模塊用于功率的調(diào)整。光電檢測(cè)模塊的輸出可以與數(shù)字調(diào)整模塊直接連接進(jìn)行算術(shù)累加，此時(shí)檢測(cè)到的光電流信號(hào)被積分電路反饋到功率驅(qū)動(dòng)部分，如果此時(shí)功率沒有達(dá)到設(shè)定值，則積分回路反饋到驅(qū)動(dòng)電路，自動(dòng)抬高輸出功率；輸出功率的增加,通過光電檢測(cè)模塊再反饋到積分回路，使其輸出達(dá)到相應(yīng)的設(shè)定值。在本發(fā)明的應(yīng)用過程中，當(dāng)設(shè)定某個(gè)目標(biāo)功率后，數(shù)字調(diào)整模塊可以根據(jù)系統(tǒng)的當(dāng)前實(shí)際檢測(cè)的功率值，比較得出其調(diào)整方向與調(diào)整步進(jìn)量Al。如圖5所示，逐步調(diào)整其DAC(數(shù)模轉(zhuǎn)換)的輸出值，該數(shù)字量DAC的輸出被轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，通過比較模塊反饋到驅(qū)動(dòng)電路用以調(diào)整輸出功率；當(dāng)數(shù)字DAC輸出值導(dǎo)致系統(tǒng)輸出功率高于或者低于設(shè)定值時(shí)，數(shù)字調(diào)整模塊開始反方向調(diào)整，并將調(diào)整步進(jìn)量降低為最小值；當(dāng)調(diào)整后的輸出功率低于或者高于設(shè)定值時(shí)，數(shù)字系統(tǒng)鎖定此時(shí)的DAC輸出，并保持不變。在數(shù)字調(diào)整模塊輸出鎖定后，輸出功率的細(xì)微功率調(diào)整由模擬反饋電路自動(dòng)跟蹤完成。由此產(chǎn)生的效果就是，一方面，數(shù)字調(diào)整模塊的調(diào)整信息可以非常迅速的送入比較電路，完成整個(gè)電路的快速響應(yīng)；同時(shí)，模擬調(diào)整模塊的調(diào)整信息也可以平穩(wěn)的被積分比較電路接收，并使得輸出 功率穩(wěn)定。該累加模塊完成了整個(gè)反饋電路的二階環(huán)控制。模擬驅(qū)動(dòng)模塊將收到的電壓信號(hào)加載在激光器或者其它功率輸出器件的兩端，完成驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)到功率信號(hào)的轉(zhuǎn)換。CPU控制模塊一方面通過檢測(cè)光電模塊的輸出，通過比較設(shè)備的輸出功率值與系統(tǒng)的系統(tǒng)期望的功率值的差值，自動(dòng)計(jì)算并產(chǎn)生一個(gè)合理的輸出增量信號(hào)，如果兩者的差值已經(jīng)接近或者小于CPU控制電路所能產(chǎn)生的最小精度值的話，CPU控制模塊將鎖定此時(shí)的增量輸出。當(dāng)CPU控制模塊處于穩(wěn)定狀態(tài)，并鎖定增量輸出時(shí)，如果系統(tǒng)輸出功率要求改變或者此時(shí)的檢測(cè)到的輸出功率因?yàn)槠渌驅(qū)е麓蠓▌?dòng)超過了 CPU的最小調(diào)整精度的話，CPU控制模塊重新調(diào)整輸出增量信號(hào)；為保證輸出功率不會(huì)出現(xiàn)大的波動(dòng)，通常CPU的每次調(diào)整幅度不應(yīng)該太大。數(shù)字自動(dòng)調(diào)整模塊通過接收CPU控制模塊的增量輸出信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，通過累加模塊并最終作為整個(gè)積分比較模塊的偏置電壓，從而快速完成整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)字反饋控制。模擬自動(dòng)調(diào)整模塊通過光電模塊的輸出與積分反饋電路完成實(shí)際期望功率的差值進(jìn)行持續(xù)的小幅度調(diào)整，調(diào)整信號(hào)通過累加電路送入積分比較模塊，作為整個(gè)電路工作過程中持續(xù)的調(diào)整分量，保證整個(gè)反饋系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡。采用了該發(fā)明 的輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)控制電路結(jié)構(gòu)，由于其包括恒壓產(chǎn)生模塊、積分比較模塊、模擬驅(qū)動(dòng)模塊、光電檢測(cè)模塊和二階反饋電路模塊，且所述的二階反饋電路模塊包括模擬量反饋電路和數(shù)字量反饋電路，所述的模擬量反饋電路和數(shù)字量反饋電路均連接于所述的光電檢測(cè)模塊的輸出端和積分比較模塊的負(fù)輸入端之間；從而在自動(dòng)調(diào)節(jié)控制輸出功率的方法中，可以首先由所述的數(shù)字量反饋電路根據(jù)調(diào)整方向與調(diào)整步進(jìn)量向所述的積分比較模塊輸出調(diào)整電壓信號(hào)；而當(dāng)所述的光電檢測(cè)模塊獲得的當(dāng)前實(shí)際功率超出所述的目標(biāo)功率時(shí)，數(shù)字量反饋電路進(jìn)行反向調(diào)整并將所述的調(diào)整步進(jìn)量降為最小值，且鎖定所述的向積分比較模塊輸出調(diào)整電壓信號(hào)后；再由所述的模擬量反饋電路根據(jù)當(dāng)前實(shí)際功率和目標(biāo)功率的差，向所述的積分比較模塊輸出調(diào)整電壓信號(hào)。從而保證了通過該電路結(jié)構(gòu)，既能利用數(shù)字量反饋電路反饋控制迅速的優(yōu)點(diǎn)，又能兼顧模擬量反饋控制精度高的優(yōu)勢(shì)，避免了現(xiàn)有技術(shù)中數(shù)字反饋控制振蕩劇烈精度較差，以及模擬控制響應(yīng)速度慢的缺陷，在調(diào)整設(shè)定的輸出功率的情況下，能夠使輸出功率迅速進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，且本發(fā)明的輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)控制電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，其應(yīng)用方法簡(jiǎn)便，應(yīng)用范圍也較為廣泛。在此說明書中，本發(fā)明已參照其特定的實(shí)施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，說明書和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說明性的而非限制性的。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)現(xiàn)輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)控制的電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的電路結(jié)構(gòu)包括恒壓產(chǎn)生模塊、積分比較模塊、模擬驅(qū)動(dòng)模塊、光電檢測(cè)模塊和二階反饋電路模塊，所述的恒壓產(chǎn)生模塊的輸出端連接所述的積分比較模塊的正輸入端，所述的積分比較模塊的輸出端連接所述的模擬驅(qū)動(dòng)模塊，所述的光電檢測(cè)模塊連接所述的模擬驅(qū)動(dòng)模塊，所述的光電檢測(cè)模塊的輸出端連接所述的二階反饋電路模塊的輸入端，所述的二階反饋電路模塊的輸出端連接所述的積分比較模塊的輸入端，所述的二階反饋電路模塊包括模擬量反饋電路和數(shù)字量反饋電路，所述的模擬量反饋電路和數(shù)字量反饋電路均連接于所述的光電檢測(cè)模塊的輸出端和積分比較模塊的負(fù)輸入端之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)控制的電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的二階反饋電路模塊還包括累加控制模塊；所述的模擬量反饋電路包括模擬量自動(dòng)調(diào)整模塊，所述的模擬量自動(dòng)調(diào)整模塊的輸入端連接所述的光電檢測(cè)模塊的輸出端，所述的模擬量自動(dòng)調(diào)整模塊的輸出端連接所述的累加控制模塊的輸入端；所述的數(shù)字量反饋電路包括順序連接的CPU控制模塊和數(shù)字量自動(dòng)調(diào)整模塊，所述的CPU控制模塊的輸入端連接所述的光電檢測(cè)模塊的輸出端，所述的數(shù)字量自動(dòng)調(diào)整模塊的輸出端連接所述的累加控制模塊的輸入端，所述的累加控制模塊的輸出端連接所述的積分比較模塊的負(fù)輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的實(shí)現(xiàn)輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)控制的電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的積分比較模塊為運(yùn)算放大積分電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的實(shí)現(xiàn)輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)控制的電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的光電檢測(cè)模塊包括相互連接的光電探測(cè)器和跨導(dǎo)放大器，所述的光電探測(cè)器連接所述的模擬驅(qū)動(dòng)模塊，所述的跨導(dǎo)放大器的輸出端連接所述的二階反饋電路模塊的輸入端。
5.一種基于權(quán)利要求1所述的電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)控制的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步驟: (1)所述的二階反饋 電路模塊根據(jù)用戶操作，調(diào)整預(yù)設(shè)的目標(biāo)功率； (2)所述的二階反饋電路模塊中的數(shù)字量反饋電路根據(jù)從所述的光電檢測(cè)模塊獲得的當(dāng)前實(shí)際功率和所述的目標(biāo)功率確定調(diào)整方向與調(diào)整步進(jìn)量； (3)所述的數(shù)字量反饋電路根據(jù)所述的調(diào)整方向與調(diào)整步進(jìn)量向所述的積分比較模塊輸出調(diào)整電壓信號(hào)； (4)當(dāng)所述的光電檢測(cè)模塊獲得的當(dāng)前實(shí)際功率超出所述的目標(biāo)功率時(shí)，所述的數(shù)字量反饋電路進(jìn)行反向調(diào)整并將所述的調(diào)整步進(jìn)量降為最小值后，鎖定所述的向積分比較模塊輸出調(diào)整電壓信號(hào)； (5)所述的模擬量反饋電路根據(jù)從所述的光電檢測(cè)模塊獲得的當(dāng)前實(shí)際功率和所述的目標(biāo)功率的差，向所述的積分比較模塊輸出調(diào)整電壓信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)控制的方法，其特征在于，所述的二階反饋電路模塊還包括累加控制模塊；所述的模擬量反饋電路包括模擬量自動(dòng)調(diào)整模塊，所述的模擬量自動(dòng)調(diào)整模塊的輸入端連接所述的光電檢測(cè)模塊的輸出端，所述的模擬量自動(dòng)調(diào)整模塊的輸出端連接所述的累加控制模塊的輸入端；所述的數(shù)字量反饋電路包括順序連接的CPU控制模塊和數(shù)字量自動(dòng)調(diào)整模塊，所述的CPU控制模塊的輸入端連接所述的光電檢測(cè)模塊的輸出端，所述的數(shù)字量自動(dòng)調(diào)整模塊的輸出端連接所述的累加控制模塊的輸入端，所述的累加控制模塊的輸出端連接所述的積分比較模塊的負(fù)輸入端，所述的步驟(2)具體為: 所述的CPU控制模塊根據(jù)從所述的光電檢測(cè)模塊獲得的當(dāng)前實(shí)際功率和所述的目標(biāo)功率的差值確定調(diào)整方向與調(diào)整步進(jìn)量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)控制的方法，其特征在于，所述的步驟(3)具體包括以下步驟: (31)所述的CPU控制模塊根據(jù)所述的調(diào)整方向與調(diào)整步進(jìn)量計(jì)算出增量信號(hào)； (32)所述的CPU控制模塊控制所述的數(shù)字量自動(dòng)調(diào)整模塊向所述的積分比較模塊輸出所述的增量信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)控制的方法，其特征在于，所述的步驟(4)具體包括以下步驟: (41)所述的CPU控制模塊判斷從所述的光電檢測(cè)模塊獲得的當(dāng)前實(shí)際功率超出所述的目標(biāo)功率； (42)所述的CPU控制模塊進(jìn)行將所述的調(diào)整方向設(shè)定為與原方向相反； (43)所述的CPU控制模塊檢測(cè)到所述的當(dāng)前實(shí)際功率與所述的目標(biāo)功率間的差值小于或等于該CPU控制模塊的最 小調(diào)整步進(jìn)量時(shí)，鎖定所述的向所述的積分比較模塊輸出所述的增量信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種實(shí)現(xiàn)輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)控制電路結(jié)構(gòu)，其包括恒壓產(chǎn)生模塊、積分比較模塊、模擬驅(qū)動(dòng)模塊、光電檢測(cè)模塊和二階反饋電路模塊，且二階反饋電路模塊包括均連接于光電檢測(cè)模塊的輸出端和積分比較模塊的負(fù)輸入端之間的模擬量反饋電路和數(shù)字量反饋電路。本發(fā)明還涉及實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)控制輸出功率的方法，其首先由數(shù)字量反饋電路向積分比較模塊輸出調(diào)整電壓信號(hào)；當(dāng)實(shí)際功率超出目標(biāo)功率時(shí)，數(shù)字量反饋電路鎖定調(diào)整電壓信號(hào)，再由模擬量反饋電路輸出調(diào)整電壓信號(hào)。從而既能利用數(shù)字量反饋控制迅速的優(yōu)點(diǎn)，又能兼顧模擬量反饋控制精度高的優(yōu)勢(shì)，使輸出功率迅速進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，且本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，應(yīng)用方法簡(jiǎn)便，應(yīng)用范圍較為廣泛。
文檔編號(hào)G05F1/66GK103235629SQ201210091580
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月30日
發(fā)明者葉瑋, 陳兵 申請(qǐng)人:上海拜安實(shí)業(yè)有限公司