医用半导体激光器驱动电源设计原理

半导体激光器以其超小型、高效率、结构简单和单色、稳定性好等优良特性被广泛应用于科研、国防、通信、医疗等领域。尤其在医疗机械中使用的半导体激光器，对工作稳定性有着比较严格的要求。而要得到稳定的输出，必须使注入电流稳定，即要采用恒流源；又由于半导体激光器件对于电冲击的承受能力很差，稍有电流冲击就会对其造成损坏。因此，电路中要有过流保护电路[1]；纹波电压的大小是衡量稳定电源的重要参数之一，所以为了减小稳定电源的纹波电压，特增设了纹波调零电路。 本文设计的就是这样一种具有慢启动，过流保护和纹波调零电路的性能可靠，耐用的半导体激光器驱动电源。该电源是采用由调整电路、取样电路、基准电路和误差放大电路等4个模块组成的电压负反馈电路来实现的。
 
电流源采用电压负反馈调整电路来实现恒定电流，该电路的工作原理见图1。由基准电路产生一个基准电压，然后对其取样，当输入电压的增大或负载的变化使得输出电流发生了变化，取样电路将获取一定比例的输出电压误差信息，然后与基准电压比较后，放大电路把放大了的误差信号施加到调整管，从而实现对输出电压的调节，达到稳定电流的目的[2]。
 
在电流源设计中，基准电压和取样电阻的选取直接影响着电源的稳定性能。本电路选用LM385作为基准电压发生器，其输出电压为2.5 V，温度系数为2×10-5/°C；取样电阻选择低温度系数的电阻材料，以保证电阻材料性能稳定，在长时间工作时，温度升高不要太高，需选用温漂为<  5×10-6/°C的精密电阻。误差放大器一般选用低温漂、低噪声运算放大器，本例采用NE5534。