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半导体激光电源设计电路说明

最初的半导体激光器采用直流线性电源和RC 充电电路,这种电源效率不高,体积和重量较大。利用专用的驱动芯片和微处理器控制技术, 能有效地提高激光电源的性价比,简化激光电源的硬件结构,增强整机的自动化程度,为整机功能的扩展提供有利的条件。随着半导体激光器与电子技术的发展, 有关LD 驱动电源性能的研究越来越受到人们的重视,专用电源驱动芯片不断出现,数字化控制技术逐步得到应用,性能优异的驱动电源为半导体激光器技术的发展提供了必要条件。
 半导体激光电源设计框图
半导体激光电源设计框图
半导体激光电源设计说明
  模块电源:将220 V 的交流输入转变为5 V4 A 或者12 V的直流输出,给激光电源供电。
  滤波调压:通过电容接地滤除干扰,使输入波形完整。同时通过电位器调节集成运放的输入电压。
  恒流电路:通过电流反馈将输出电流稳定在3.3 A。
  TTL 控制:用来输入TTL 电平,控制输出一个同频率的2 V3.3 A 的脉冲信号。
  传感器:进行温度采样,转换为电压输出。
  比例电路:将传感器输入的电压信号进行一定比例的转换,使其满足TEC 驱动电路的工作电压。
  比较电路:将比例调节电路的输出与基准电压(1.2~2.5 V 根据传感器的工作性能设定)进行比较,超出此范围发出警报信号。
  TEC 驱动:根据比例调节电路输出的电压来控制TEC 内部电流的方向,从而调节TEC 的制冷或者制热功能。
  TEC:根据驱动状态来对激光器进行制冷或者制热,使其温度稳定。
  报警电路: 接受比较电路的输出电压与极限电压比较,如有超出则发出一个警报信号,通过蜂鸣器发出警报,同时电源停止工作。
 
半导体激光电源实现功能
 
  该电路可以将市电的220 V 交流电通过滤波调压电路和恒流稳压电路转换为稳定的2 V3.3 A 的恒流输出, 用以给激光器供电。在有TTL 信号输入的情况下,通过TTL 信号以及光电耦合器件来控制Q2(T092C)的导通与截止,使整个电路可以输出一个与TTL 信号同频率的峰值为2V 3.3 A 的脉冲输出。
 
  电路正常工作时,传感器对激光器的温度状况实时监控。如果温度偏高,高于25 ℃,则传感器的电压大于3 V,则比例电路的输出大于1.5 V, 一方面, 将此电压传递给TEC 驱动,则其输出Vos1>Vos2,TEC 制冷, 导致激光器的温度降低; 另一方面, 将比例电路的输出传递给比较电路,当电压大于2.5 V 时, 输出一个高电平信号作为警报信号,同时此信号传递给恒流电路,使电路不工作。反之,工作原理一样。
 
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