医用半导体激光器驱动电源电路设计

慢启动电路由于在电源开关开启瞬间会产生一个冲击电流，为避免此电流对于半导体激光器的破坏，必须将激光器驱动电源设计成慢启动电路，具体电路见图2。电路中使用了输出可调三端稳压器LM317，通过可调电阻R调节输出电压： 电路启动时，由于C上的电压不能突变，三极管基极电压Vb处于低电位，故T导通，将R短路，输出电压Vout约为1.5 V。随着C的充电，Vb升高，T逐渐退出饱和区，R上的电压逐渐增大，输出电压Vout也慢慢升高，直到C充电完毕，T截止，输出电压Vout才达到设定值，慢启动速度由时间常数R11C决定。LM317不但可以稳定输出电压，而且使输出电压缓慢上升，达到慢启动效果[3,4]。 过流保护电路除了在电路中加入了慢启动的部分，以保护激光器不受到浪涌电流的冲击之外，为更好的保护激光器，还应当设立过载保护电路，一般可采用限流式保护电路，见图3。若长时间工作于短路的情况下，过热仍然会导致调整管的损坏。此时可采取截流式保护电路。过电保护的精度主要取决于稳压二极管。因此设计时必须选用稳定电压的温漂非常小的稳压管。 纹波调零电路纹波电压的大小是衡量稳定电源的主要参数之一。为了减少上述恒流源的纹波电压，稳定输出，需要增设纹波调零电路，见图4。在电路中，纹波成分通过电容耦合至运放的反向输入端，纹波电压经放大后加至调整管的基极，因此，在正常工作中，调节纹波调零电位器可使输出端纹波电压非常小。 本实验所设计的驱动电源，通过慢启动，过载保护和纹波调零等电路较好的解决了用于医疗器械中的半导体激光器驱动电源的输出不稳定问题。在实验室中的应用效果良好，测量结果如下：该电流源输出电流从0~250 mA连续可调，电流纹波≤  0.5  μA，输 出电流值变化小于0.1%。