半导体激光电源恒流源驱动器设计

恒流源电路原理图
本文设计的恒流源使半导体激光器工作在连续模式下，其驱动电源是最大输出40A大电流的稳流源，但输出电压却很低，可以在2-10V之间。我们使用最大功率效应管在设计中作为调整控制管，通过控制此场效应管的栅源电压U，即场效应管的开关来控制连接在漏极D上的负载电流I，并使其不变，从而达到恒流的目的。根据以上论述的设计思想，设计出了输出电压2-10V，输出电流可达40A的恒流源电路原理图，如图3-1所示。
在正常工作时,MOSFET管QI的控制电压V为正电压，此正向驱动电压V使MOSFET管饱和导通。流过半导体激光器的电流I指数规律递增。
其中，I为MOSFET管一直导通时，Vdd对L充电所能达到的最大电路；
V为外加的电流电源；
U为半导体激光器的阙值电压，
V为MOSFET管饱和导通时的漏电压降；
R为LD在阙值以上工作时的动态等效电阻R和r以及L串联的等效电阻值。 驱动器中的保护部分设计
驱动电源的稳定与否直接影响到半导体激光器的工作效率和寿命，所以半导体激光驱动电源的保护是必要的。
（1）浪涌消除电路，浪涌是一种突发兴致瞬态电压或电流脉冲。半导体激光器的核心是PN结，当PN结能够承受的正向电流超出了它的允许最大电流值时，严重会即时烧毁，轻微也会使性能受到影响，致使无法正常使用；如果PN结承受的反向电压超过允许值，它会受到严重的损坏。
（2）软启动实现。在驱动器的电路的设计中，为了防止驱动器在上电冲击外，同时要确保激光器两端不能突然加上阶跃电流。由于上升沿很小的阶跃电流，会对半导体激光器产生不良的影响。因此在设计驱动器时，为了解决这一问题考虑增加软启动电路。
（3）过流过压检测电路，半导体激光器有正常工作电流和电压，如果工作电流/电压超过正常范围，激光器会损坏，激光器价格昂贵，因不正常使用造成的损坏，会造成严重的经济上的损失，因此必须办半导体激光器的工作电流/电压限制在设定范围内。
（4）恒流源各部分的软件设计，系统软件采用的模块化设计，包括：电流控制模块、保护模块、显示模块，键盘管理模块和结束模块等构成。程序的框图如3-2所示。