户外激光灯内部由五大部分构成。分别是电源管理子系统、激光器子系统、激光表演子系统、散热子系统、激光器芯片驱动及温度控制子系统。
系统框图如下:
▲ 电源管理子系统:负责各分系统的电源控制及分配,同时提供防浪涌、过压、过流保护。
▲ 激光器子系统:是整个激光灯的核心系统,作为激光的光源,直接决定激光灯的亮度,大功率激光灯里含有数十个红、绿、蓝激光器,通过反射镜、凹面柱镜、凸面柱镜、波片,PBS(偏振分光镜)、合光镜、扩(缩)束整形镜等一系列的光学元器件,将数十束激光整合成一束接近平行的白色激光。各种光学元器件的参数设计,结构固定,装配工艺是决定激光器光束质量好坏的主要因素。
▲ 激光表演子系统:负责实际激光效果输出,由激光振镜和激光控制系统组成。
▲ 激光器芯片驱动及温度控制子系统:是决定激光灯使用寿命的重要系统,该系统负责给激光器芯片提供稳定的电流,同时控制激光器芯片的温度。激光器芯片是发射激光的器件,是一个比较娇贵的器件,必须给它合适的电流,才能正常发光,电流低了,亮度不够,电流高了,直接烧毁,电流忽高忽低,激光器的亮度也就忽明忽暗。另外,激光芯片对温度也很敏感,它的最佳工作温度为25℃,激光芯片在对外发射激光的同时,本身也会产生大量的热量,如果这些热量不处理,激光芯片很快就能升温到45℃以上,并且会因为温度过热而烧毁。我们通过TEC(半导体制冷器)为激光芯片提供足够的制冷,并且不断的测试激光芯片的温度,调整TEC的制冷量,让激光芯片的温度始终维持在25℃。驱动电流的稳定度和温度控制的精准度,以及完善的过电流保护,过电压保护,过温度保护是整个激光灯系统里面最为关键的指标。
▲ 激光灯散热子系统:散热系统是维持激光灯正常工作的另一个关键系统,激光灯在工作时会产生大量的热量,我们通过优化整个系统的风道,提升整个系统的热传导能力,降低核心系统的热辐射,及时快速地将这些热量散开。
产品参数:
序号 |
测试项 |
指标及参数 |
整机性能指标及参数(参数是在工作10分钟后测得) |
1 |
工作电压范围 |
AC176V~260V@50Hz |
2 |
工作环境温度 |
-45℃~45℃ |
3 |
工作环境湿度 |
10-95%RH(无凝结) |
4 |
整机功耗 |
<800W~1800W |
5 |
接地电阻 |
4.2Ω |
6 |
控制方式 |
自动(可选ILDA,DMX512) |
7 |
防护等级 |
IP66 |
8 |
振镜扫描角度范围 |
±30°(最大光学角) |
9 |
振镜扫描速度(可选) |
>50K(±30°,可选30K大镜片) |
10 |
旋转角度(选) |
水平0~360° |
激光器指标及参数 |
1 |
激光波长 |
绿光525nm,红光635nm,蓝光455nm |
2 |
输出功率 |
>30W,50W,60W,80W,100W |
3 |
工作方式 |
连续 |
4 |
光束模式 |
近TEM00 |
5 |
光斑尺寸(1米处) |
<6mm~12mm |
6 |
发散角 |
<1.2~2.2mrad |
7 |
工作温度 |
10℃~45℃ |
8 |
预热时间 |
1~10分钟,随环境温度不同有所差异 |
9 |
冷却方式 |
风冷 |
10 |
激光安全等级 |
ClassIV |
11 |
调制工作方式(可选) |
TTL,调制频率>10kHz(可选模拟调制) |
激光器芯片驱动电源及温度控制系统参数 |
1 |
电源电压 |
DC5~48V |
2 |
输出电压自适应范围 |
0~90%Vin |
3 |
电流精度 |
(1.5%Iout+0.03)A |
4 |
电流纹波 |
<0.02A |
5 |
方波调制上升沿 |
(69*RD+21)us |
6 |
温度控制精度 |
<0.03℃ |
7 |
温度漂移 |
<0.03℃ |
8 |
保护功能 |
过压、过流、过温 |
产品配置:
名称 |
产地 |
构成说明 |
激光部分 |
日本日亚 日本三菱 |
激光器芯片 |
青岛华烁光电 |
激光器芯片驱动电源电源及温度控制模块 |
扫描系统 |
广州龙虎电子 |
DT50BB,DT30plus高速振镜、驱动板、驱动控制 |
传动系统(选) |
青岛华烁光电 |
高精度机械传动加防干扰屏蔽电子滑环重载云台 |
激光控制 |
青岛华烁光电 |
激光表演控制器(内置) |
光学镜片 |
青岛华烁光电 |
宽带全反镜、宽带增透镜、合光镜、整形镜 |
光学平台 |
青岛华烁光电 |
高导热光路合成调整平台 |
开关电源 |
台湾明纬 |
激光表演电源、振镜电源、驱动电源 |
防护机壳 |
青岛华烁光电 |
高防护机壳(防雨、防尘、防锈、防腐蚀) |
配电控制箱 |
青岛华烁光电 |
稳压 漏电保护 时间控制开关 |
信号电缆 |
日本Nissei |
8×0.14 |
电源线 |
日本Nissei |
5×0.75 12×0.75 |
电源插头 |
威浦WEIPU |
威浦WEIPU 防水航空插座 SP21 |
散热风机 |
台达 |
台湾台达大风量风扇 |
加热器(选) |
ENMG |
陶瓷半导体PTC |
导电滑环(选) |
MOFLON/默孚龙 |
MOFLON/默孚龙 12×10A |
光电传感器(选) |
韩国奥托尼克思 |
PS12-4DN |
磁性传感器(选) |
俄罗斯 |
GPS-14A |
调速电机(选) |
台湾T.W.T东炜庭 |
4RK25RGN-C |
齿轮减速箱(选) |
台湾T.W.T东炜庭 |
4GN100K |
电机调速器(选) |
台湾T.W.T东炜庭 |
US52-25W |
步进电机(选) |
深圳雷赛 |
86HS45 |
驱动器(选) |
深圳雷赛 |
DMA860H |