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激光电源

半导体激光器驱动电源的控制系统(二)

星之球激光来源:激光网2011-10-10我要评论(0)

如图3所示,该恒流源由运放U1和三极管T1,达林顿管Q2进行电流放大,再通过U2放大反馈,从而实现恒流输出。TQ2以大功率达林顿管为调整管,将其接成射极输出的形式,半导...

如图3所示,该恒流源由运放U1和三极管T1,达林顿管Q2进行电流放大,再通过U2放大反馈,从而实现恒流输出。TQ2以大功率达林顿管为调整管,将其接成射极输出的形式,半导体激光器(LD)作为负载串联在达林顿管的发射极,通过控制达林顿管的基极实现对激光器电流的控制。本设计要求电路最大能输出3 A工作电流,这就要求推动达林顿管的基极电流也比较大,但因集成运算放大器一般工作在小电流状态,不能直接推动达林顿管正常工作,即使勉强推动其工作也会造成集成运算放大器本身功耗过大,温升过高,影响电路的输出精度,所以采用小功率三极管T1推动大功率达林顿管工作。采样电阻接在激光器下端,采样信号经过由U2组成的同相比例放大环节放大后再接回到U1的反相输入端,构成电流负反馈电路,达到输出恒流的目的。

  2.3 激光功率的稳定控制

  光功率反馈采用外部监测光电二极管的输出光电流,由放大器再经A/D转换后送CPU处理,得出控制量,调整激光器的工作电流,从而进行激光功率的闭环控制。

  温度控制在本系统中采用了半导体制冷来实现,这是一种热电制冷器,只要控制流过温控器电流的大小和方向,就能对激光器进行制冷或加热,从而控制激光器的工作温度。

  2.4 保护电路

  虽然慢启动电路消除了高频冲击电流的危害,但不能有效地防止直流或低频电流过载对半导体激光器的危害,因此,应当设立过载保护电路。一般可采用限流式保护电路。若长时间工作于短路的情况下,过热仍然会导致调整管的损坏,此时可以采取截流式保护电路。过电压保护的精度主要取决于稳压二极管,而其工作点是随流经稳压管的电流和环境温度变化的,因此,设计上必须选用稳定电压的温漂非常小的稳压管。

  3 软件设计

  本系统软件采用模块化的结构设计,自顶向下,逐步细化,利用子程序构成各模块,如初始化模块、键盘模块、显示模块等。主程序流程图如图4所示。

  在主程序流程中,系统上电复位后,开始进行各模块初始化,然后调显示子程序,显示数据,再调键扫描子程序,若有键按下,则调相应的键功能程序,若无键按下,则循环调用显示程序。

  4 结 语

  本文中设计的半导体激光器驱动电源的控制系统通过慢启动电路、恒流源电路和光功率反馈电路等,解决了恒流和在工作温度范围内输出功率的不稳定问题,稳定度较高。

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