連續(xù)或脈沖輸出功率可調(diào)LD驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)
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由于選取的取樣電阻R為歐姆級(jí)，而(Ra+Rb)為數(shù)十千歐姆級(jí)，因此有：μ2>μ1>μ3≈μ4，這說明影響輸出電流穩(wěn)定度的主要因素是取樣電阻的溫度系數(shù)和電壓基準(zhǔn)的穩(wěn)定度。在本恒流源中，選用取樣電阻精度是0．1％，溫度系數(shù)是±2．5×10-5／℃，電壓基準(zhǔn)的溫度系數(shù)小于1×10-6／℃。
1．3 脈沖控制電路
對(duì)許多LD應(yīng)用來說，有時(shí)希望脈沖輸出，因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/脈沖">脈沖輸出時(shí)LD結(jié)發(fā)熱很小。LD工作在低占空比和短脈寬狀態(tài)時(shí)允許比CW電流電平高得多的脈沖電流電平，而且多數(shù)不需要制冷。
脈沖LD電源控制技術(shù)的關(guān)鍵在于對(duì)電流脈沖波形的控制，外控調(diào)制信號(hào)采用TTL方波，LD輸出跟隨控制信號(hào)以開關(guān)方式輸出。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/180532.htm
根據(jù)上述設(shè)計(jì)思想設(shè)計(jì)脈沖控制接口電路，其原理圖如圖4所示。由非門單元，晶體管VQ3，光電耦合器組成。當(dāng)脈沖為高電平時(shí)，非門輸出低電壓，使光電耦合器截止，光電耦合器輸出低電平，使晶體管VQ3截止，VQ3集電極輸出高電平使VQ1、VQ2導(dǎo)通，LD正常工作；反之，光電耦合器導(dǎo)通，使VQ3導(dǎo)通，VQ3集電極輸出低電平，使VQl、VQ2截止，LD不工作。在沒有外控脈沖控制信號(hào)時(shí)，接口懸空，非門輸入高電平，輸出低電壓，光電耦合器不工作，晶體管VQ3截止，VQ3集電極為高電平，使VQ1導(dǎo)通，保證LD的正常連續(xù)發(fā)光。
1．4 保護(hù)電路
考慮到LD的易損性，在穩(wěn)流控制中保護(hù)電路的設(shè)計(jì)也是很重要的一個(gè)方面。本設(shè)計(jì)中，選用供電電壓波動(dòng)較小，內(nèi)部具有慢啟動(dòng)、過流、過熱保護(hù)、尖峰電流限制功能的集成直流穩(wěn)壓器，只需在LD兩端反向并聯(lián)一個(gè)普通二極管以防止反向過壓，同時(shí)并聯(lián)小容量電容防止回路電流毛刺損壞管芯。
2 結(jié)果與分析
表l是該電路驅(qū)動(dòng)波長(zhǎng)650 nm，功率200 mW的LD連續(xù)工作時(shí)，基準(zhǔn)電壓與輸出電流的測(cè)試結(jié)果，其電壓-電流關(guān)系如圖5所示。
圖5結(jié)果表明基準(zhǔn)電壓與輸出電流成正比例關(guān)系，通過調(diào)節(jié)基準(zhǔn)電壓，可以改變LD的輸出功率，即LD輸出功率連續(xù)可調(diào)。
圖6顯示了該驅(qū)動(dòng)電源輸出的脈沖波形。曲線Input為輸入控制脈沖信號(hào)，曲線Output為L(zhǎng)D上電壓脈沖。結(jié)果表明：LD上電壓脈沖的上升和下降時(shí)間都很短，中間段電壓的穩(wěn)定使輸出電流恒定，恒定的電流幅度保證了LD輸出功率的穩(wěn)定。通過改變輸入脈沖的頻率、脈寬，可得到所需的LD激光脈沖信號(hào)。
3 結(jié)論
提出了可用于連續(xù)或脈沖輸出的半導(dǎo)體激光器驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì)方法，測(cè)試結(jié)果表明：1)驅(qū)動(dòng)波長(zhǎng)范圍為650～980 nm：2)輸出功率0～300 mW連續(xù)可調(diào)；3)連續(xù)或脈沖輸出可選。電源穩(wěn)定、可靠、控制簡(jiǎn)單，功率連續(xù)可調(diào)，可廣泛地用于對(duì)半導(dǎo)體激光驅(qū)動(dòng)電源體積要求較小的應(yīng)用中。
評(píng)論