一种功耗调整电路及一种激光投线仪的制作方法

1.本实用新型涉及激光准直仪器的电路领域，尤其涉及一种功耗调整电路及一种激光投线仪。


背景技术：

2.在激光准直仪器中，激光的亮度是一个比较重要和敏感的指标。随着激光工具对亮度要求越来越高，功耗越来越大，现有的根据定时时间来降低功耗的方案，通过mcu定时来进行高功耗和低功耗的切换，mcu定时时间到达后进入低功耗模式后，激光的亮度会有损失，会影响使用过程中的体验感。
3.因此，如何提供一种可以多档调整激光工具亮度的功耗调整电路成为需要解决的技术问题。


技术实现要素：

4.为了克服上述技术缺陷，本实用新型的目的在于提供一种功耗调整电路及一种激光投线仪，解决了现有技术中只有高低两档功耗调整模式，无法满足对激光工具的亮度需求的技术问题。
5.本实用新型公开了一种功耗调整电路，包括：dcdc开关电源和调整控制模块；所述调整控制模块的输出端连接所述dcdc开关电源的反馈端，所述dcdc开关电源的输出端连接一负载；所述调整控制模块还包括电流采样端，所述电流采样端连接所述负载；所述调整控制模块用于实时检测所述负载的电流值，判断所述电流值是否在一电流设定范围内，得到一判断结果，根据所述判断结果向所述dcdc开关电源输出控制信号；所述dcdc开关电源根据所述控制信号调整输出至所述负载的输出电压大小。
6.进一步地，所述控制信号包括第一控制信号和第二控制信号；所述调整控制模块用于在所述电流值大于所述电流设定范围最大值时，输出所述第一控制信号以降低所述输出电压；在所述电流值小于或等于所述电流设定范围最小值时，输出所述第二控制信号以提高所述输出电压。
7.进一步地，所述调整控制模块包括反馈控制单元和滤波单元；所述反馈控制单元用于实时检测所述负载的电流值，比较所述电流值与所述负载的额定工作电流范围的大小，根据所述电流值比较结果生成初始信号；所述滤波单元用于对所述初始信号滤波以生成所述控制信号。
8.进一步地，所述反馈控制单元为mcu，所述反馈控制单元通过软件控制的方式生成所述初始信号。
9.进一步地，所述占空比的有效范围为0％～100％，所述占空比的调整精度为1％。
10.进一步地，所述反馈控制单元还用于在调整pwm信号的占空比溢出时，输出停机信号，控制所述dcdc开关电源停止向所述负载输出电压。
11.本实用新型还公开了一种激光投线仪，包括上述的功耗调整电路。
12.采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：
13.1.根据实时检测的激光模组的电流值实时动态调整激光仪器的功耗，使激光模组的亮度始终满足一定强度，提升使用体验。
14.2.利用软件pwm信号加硬件rc滤波电路的方式，实现激光模组功耗的多档化调节。
15.3.设置了pwm信号占空比溢出检测，在激光模组失效时，及时控制激光模组停机，以方便进行维修和更换，避免造成更为严重的损坏。
附图说明
16.图1为符合本实用新型的功耗调整电路的基本电路框图；
17.图2为符合本实用新型的功耗调整电路的基本逻辑框图。
具体实施方式
18.以下结合附图与具体实施例进一步阐述本实用新型的优点。
19.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置的例子。
20.在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
21.应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。
22.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
23.在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内腔的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
24.本实用新型的一方面提供了一种功耗调整电路，参阅图1，所述功耗调整电路包括dcdc开关电源和调整控制模块；所述调整控制模块的输出端连接所述dcdc开关电源的反馈端，所述dcdc开关电源的输出端连接一负载；所述调整控制模块还包括电流采样端，所述电流采样端连接所述负载；所述调整控制模块用于实时检测所述负载的电流值，判断所述电流值是否在一电流设定范围内，得到一判断结果，根据所述判断结果向所述dcdc开关电源输出控制信号；所述dcdc开关电源根据所述控制信号调整输出至所述负载的输出电压大小。
25.所述调整控制模块用于在所述电流值大于所述电流设定范围最大值时，输出所述第一控制信号以降低所述输出电压；在所述电流值小于或等于所述电流设定范围最小值时，输出所述第二控制信号以提高所述输出电压。即，所述调整控制模块通过调整所述dcd c开关电源的输出电压大小以调整所述负载的功耗。其中，所述电流设定范围是根据负载的工作电流规格要求设置。
26.所述调整控制模块包括反馈控制单元和滤波单元，所述反馈控制单元用于实时检测所述负载的电流值，判断所述电流值是否在一电流设定范围内，得到一判断结果，根据所述判断结果生成初始信号；所述滤波单元用于对所述初始信号滤波以生成所述控制信号。
27.优选地，本实施例中，所述初始信号为pwm信号，所述滤波单元为rc滤波电路。所述反馈控制单元根据所述电流值比较结果调整pwm信号的占空比以生成所述初始信号；所述初始信号包括第一初始信号和第二初始信号，所述第一初始信号经所述滤波单元滤波后生成所述第一控制信号，所述第二初始信号经所述滤波单元滤波后生成所述第二控制信号。
28.本实施例中，所述反馈控制单元为mcu，所述反馈控制单元通过软件控制的方式生成所述初始信号。所述mcu通过软件输出pwm信号，所述pwm信号再经过硬件rc电路滤波，得到一个较平稳的直流电平信号，该直流电平信号即为所述控制信号，所述控制信号通过硬件方式连接到dcdc开关电源的反馈端，用于调节控制dcdc开关电源的输出电压。
29.优选地，所述反馈控制单元通过所述mcu的adc采样模块实时检测所述负载的电流值。
30.具体地，参阅图2，示出了所述功耗调整电路的基本逻辑框图。本实施例中，所述功耗调整电路应用于一激光投线仪中，所述负载为所述激光投线仪的激光模组。所述功耗调整电路开始工作后，mcu进入预设pwm占空比值。其中，所述预设pwm占空比值指的是所述激光模组在额定工作电压规格下所对应的pwm信号的占空比值。在该pwm占空比值下，mcu输出的pwm信号经rc滤波电路后产生的平稳的直流电平信号控制所述dcdc开关电输出的电压符合所述激光模组的额定工作电压规格，所述激光模组正常运行，激光亮度符合工作要求。
31.所述mcu通过adc采样模块实时检测所述激光模组的电流值，并将实时检测到所述电流值与所述电流设定范围进行比较，判断所述电流值是否在所述电流设定范围内。以10位adc精度，3v系统，1ω的采样电阻为例，理论可以做到2.9ma电流变化的有效采样，基本可以满足激光行业对电流控制的要求；再结合实际产品的pcba尺寸要求和成本要求，因此，本实施例中优选采用mcu的adc采样模块进行软件adc采样。应当理解的是，其他采用方式，如电流运放、电流传感器等也可以用来实时检测所述激光模组的电流。
32.若所述电流值大于所述电流设定范围最大值，说明此时负载的功耗在变大，所述mcu及时调整pwm信号的占空比，控制所述dcdc开关电源降低输出电压，减小所述激光模组的功耗；若所述电流值小于或等于所述电流设定范围最小值，说明此时激光模组的功耗在减小，激光亮度会有所损失，影响使用体验，所述mcu及时调整pwm信号的占空比，控制所述dcdc开关电源提高输出电压，提升所述激光模组的功耗。
33.优选地，在本实施例中，当判断所述电流值小于或等于所述电流设定范围最小值时，所述mcu及时将pwm信号的占空比值调整为预设pwm占空比值，使得所述激光模组及时恢复正常运行状态。
34.优选地，所述占空比的有效范围为0％～100％，所述占空比的调整精度为1％。
35.优选地，所述反馈控制单元还用于在调整pwm信号的占空比溢出时，输出停机信号，控制所述dcdc开关电源停止向所述激光模组输出电压。正常情况下，所述激光模组在此方案下可以实现功耗的有效控制。但在激光模组在失效状态下，激光模组自身的功耗会随时间变长而越来越大，这时通过软件pwm调整占空比会出现溢出的情况。当出现这种情况，说明激光模组本身已经失效，因此，mcu及时输出停机信号，控制所述dcdc开关电源停止向所述激光模组输出电压，使已经失效的激光模组及时停机。
36.采用上述实施例中的技术方案后，增加实时检测激光电流，采用软件pwm信号+硬件rc滤波的电路方式控制dcdc开关电源的输出电压，通过调整pwm信号的占空比实时调节控制输出电压，进而来控制输出功耗，调整电压的方式被优化成精细化的多档调节，此外，还设置了pwm信号占空比溢出检测，在激光模组失效时，及时控制激光模组停机，以方便进行维修和更换，避免造成更为严重的损坏，具有出色的技术效果。
37.本实用新型的另一方面提供了一种激光投线仪，所述激光投线仪中设置有上述的功耗调整电路，通过该功耗调整电路调整激光模组的功耗，实现了精细化调整激光工具亮度。
38.应当注意的是，本实用新型的实施例有较佳的实施性，且并非对本实用新型作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能应用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

技术特征：
1.一种功耗调整电路，其特征在于，包括：dcdc开关电源和调整控制模块；所述调整控制模块的输出端连接所述dcdc开关电源的反馈端，所述dcdc开关电源的输出端连接一负载；所述调整控制模块还包括电流采样端，所述电流采样端连接所述负载；所述调整控制模块用于实时检测所述负载的电流值，判断所述电流值是否在一电流设定范围内，得到一判断结果，根据所述判断结果向所述dcdc开关电源输出控制信号；所述dcdc开关电源根据所述控制信号调整输出至所述负载的输出电压大小。2.如权利要求1所述的功耗调整电路，其特征在于，所述控制信号包括第一控制信号和第二控制信号；所述调整控制模块用于在所述电流值大于所述电流设定范围最大值时，输出所述第一控制信号以降低所述输出电压；在所述电流值小于或等于所述电流设定范围最小值时，输出所述第二控制信号以提高所述输出电压。3.如权利要求1所述的功耗调整电路，其特征在于，所述调整控制模块包括反馈控制单元和滤波单元；所述反馈控制单元用于实时检测所述负载的电流值，比较所述电流值与所述负载的额定工作电流范围的大小，根据所述电流值比较结果生成初始信号；所述滤波单元用于对所述初始信号滤波以生成所述控制信号。4.如权利要求3所述的功耗调整电路，其特征在于，所述反馈控制单元为mcu，所述反馈控制单元通过软件控制的方式生成所述初始信号。5.如权利要求3所述的功耗调整电路，其特征在于，所述滤波单元为rc滤波电路。6.如权利要求4所述的功耗调整电路，其特征在于，所述反馈控制单元通过所述mcu的adc采样模块实时检测所述负载的电流值。7.如权利要求4所述的功耗调整电路，其特征在于，所述初始信号为pwm信号，所述反馈控制单元根据所述电流值比较结果调整pwm信号的占空比以生成所述初始信号。8.如权利要求7所述的功耗调整电路，其特征在于，所述占空比的有效范围为0％～100％，所述占空比的调整精度为1％。9.如权利要求7所述的功耗调整电路，其特征在于，所述反馈控制单元还用于在调整pwm信号的占空比溢出时，输出停机信号，控制所述dcdc开关电源停止向所述负载输出电压。10.一种激光投线仪，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的功耗调整电路。

技术总结
本实用新型涉及激光准直仪器的电路领域，尤其涉及一种功耗调整电路及一种激光投线仪。一种功耗调整电路，包括DCDC开关电源和调整控制模块；调整控制模块的输出端连接所述DCDC开关电源的反馈端，DCDC开关电源的输出端连接一负载；调整控制模块还包括电流采样端，电流采样端连接负载；所述调整控制模块用于实时检测所述负载的电流值，判断所述电流值是否在一电流设定范围内，得到一判断结果，根据所述判断结果向所述DCDC开关电源输出控制信号；所述DCDC开关电源根据所述控制信号调整输出至所述负载的输出电压大小。采用上述技术方案后，增加了实时电流值的检测，实现了实时、多档化调整负载的功耗。调整负载的功耗。调整负载的功耗。


技术研发人员：张瓯 傅俊杰
受保护的技术使用者：常州华达科捷光电仪器有限公司
技术研发日：2023.02.22
技术公布日：2023/7/14