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          智能控制的半導(dǎo)體激光器電源實(shí)現(xiàn)

          作者: 時(shí)間:2011-09-27 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          本文以數(shù)字集成電路為核心,設(shè)計(jì)能夠。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/161460.htm

            LD工作影響因素

            的核心是PN結(jié)一旦被擊穿或諧振腔面部分遭到破壞,則無(wú)法產(chǎn)生非平衡載流子和輻射復(fù)合,視其破壞程度而表現(xiàn)為激光器輸出降低或失效。

            造成LD損壞的原因主要為腔面污染和浪涌擊穿。腔面污染可通過(guò)凈化工作環(huán)境來(lái)解決,而更多的損壞緣于浪涌擊穿。浪涌會(huì)產(chǎn)生半導(dǎo)體激光器PN結(jié)損傷或擊穿,其產(chǎn)生原因是多方面的,包括:①開(kāi)關(guān)瞬間電流;②電網(wǎng)中其它用電裝備起停機(jī);③雷電;④強(qiáng)的靜電場(chǎng)等。實(shí)際工作環(huán)境下的高壓、靜電、浪涌沖擊等因素將造成LD的損壞或使用壽命縮短,因此必須采取措施加以防護(hù)。

            傳統(tǒng)激光器是用純硬件電路的,采用模擬控制方式[2,3],雖然也能較好的驅(qū)動(dòng)激光,但無(wú)法精確控制,在很多工業(yè)應(yīng)用中降低了精度和自動(dòng)化程度,也限制了激光的應(yīng)用。使用單片機(jī)對(duì)激光電源進(jìn)行控制,能簡(jiǎn)化激光電源的硬件結(jié)構(gòu),有效地解決半導(dǎo)體激光器工作的準(zhǔn)確、穩(wěn)定和可靠性等問(wèn)題。隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展,采用適合LD的芯片可使電源可靠性得到極大提高[4,5]。

            系統(tǒng)設(shè)計(jì)

            

            系統(tǒng)框圖見(jiàn)圖1。主要由以下幾部分構(gòu)成。

            供電電源:實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)供電電壓(交流220V)與系統(tǒng)工作電壓之間的轉(zhuǎn)換。并采用濾波技術(shù),使得半導(dǎo)體激光器工作的電壓紋波很小,保證半導(dǎo)體激光器的正常工作。

            :主要由CPU來(lái)完成。LD電源工作在恒流模式下,設(shè)定電流后,CPU根據(jù)傳感器采樣的電流信號(hào)值,經(jīng)過(guò)一定的算法后將輸出電壓經(jīng)過(guò)運(yùn)放電路送到激光器驅(qū)動(dòng)芯片的反饋引腳,進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)以達(dá)到設(shè)定的電流輸出,實(shí)現(xiàn)激光器的智能化。

            保護(hù)電路:半導(dǎo)體激光器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)必須配備保護(hù)電路。保護(hù)電路將減小LD實(shí)際運(yùn)用中受到的外界影響,增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。這部分主要包括過(guò)溫保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、浪涌保護(hù)等電路。

            硬件電路

            設(shè)計(jì)電源在連續(xù)模式下輸出電流0~1.5A連續(xù)可調(diào),具有很高的電流穩(wěn)定度和很小的紋波系數(shù),滿足中小功率LD所要求的分辨率、穩(wěn)定性和噪聲性能。

            恒流源電路

            

          恒流源電路

            LD供電電路是一個(gè)恒流源(見(jiàn)圖2)。ETC公司恒流源驅(qū)動(dòng)芯片HY6340為核心元件。供電電壓VEE的穩(wěn)定對(duì)輸出恒流信號(hào)的穩(wěn)定起著重要作用,因此采用多重濾波技術(shù),將VEE的紋波控制在lmV以下,保證HY6340芯片輸出端12、13、14引腳信號(hào)的穩(wěn)定。調(diào)節(jié)5引腳和6引腳到VEE之間的電壓可以分別設(shè)定過(guò)流保護(hù)閥值和過(guò)溫保護(hù)值。在恒定電流工作方式下,通過(guò)調(diào)節(jié)21引腳的輸出電平來(lái)控制輸出電流的大小在0~1.5A之間連續(xù)可調(diào)。


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