说明书下载产品故障解决激光电源百科使用及保养

半导体激光器驱动电源的总体设计方案及分析

由于半导体激光器的应用越来越广泛,所以人们对给其提供电源的驱动器的需求也越来越多,能够设计出符合要求的半导体激光器,其驱动电源的发展的必然要求,特别是大功率半导体激光器驱动电源的设计。
半导体激光器驱动电源系统总体框图 
总体设计方案及分析
本论文试验选取的半导体激光器的型号为MD-500-7,功率为500W;电压为<50VDC;电流为0-60A。
驱动电源的整体设计如下图2-1所示。整个系统中各单元的设计是围绕着总体设计方案展开的。对其中重要的,对技术指标实现有较大影响的单元,进行了必要的方案分析、方案对比、方案筛选、以及其理论分析。

在以往设计的半导体激光器驱动电源中,只是单纯的采用了恒流源的主回路的设计方案,本文中为了达到更好的效果,激光二极管的温度也进行了相应的控制,如图2-1所示。温控单元的设计是必要的,这是因为尽管半导体激光器是高效率的电子——光子转换器件,但由于不可避免地存在各种损耗机理,从而影响到激光管工作波长的稳定和输出功率的稳定。激光器是一个灵敏度高、成本昂贵的器件。因此必须对半导体激光器的温度进行严格的控制,使其在恒温下能够可靠的工作。

本文的半导体激光器原理及驱动电源的设计,主要是实现能够给半导体激光器提供最大输出40A,输出电压在2V-10V的恒流源。恒流源的设计就是文章的主要核心部分。为了实现要求的半导体激光器驱动电源既要输出电流又要输出电流的稳定性要好,因此在恒流源主回路单元的设计中,以集成运算放大器LM358,大功率MOSFET管IRFP054、PBV精密检测电阻、5mH电感和续流二极管D组成恒流源控制主回路。系统中通过精密电阻检测主回路中的电流,经过集成原酸放大器放大与基准电压比较来控制MOSFET管的开关进而来控制主回路电流,加上电感和徐柳二极管使主回路电流达到设计要求。

恒流源的设计采用的是电学反馈的方式,在此基础上,由于半导体器件的特点,对半导体激光器的温度也进行了控制,从而使得其驱动电源可靠的工作。在温度控制单元中,采用单片机C8051F020实现数字PID算法来控制半导体制冷器TEC1-4903作为加热或制冷部件,从而使半导体激光器工作在恒温状态下。
为了使恒流源主回路能够可靠的工作,本文设计了一系列的保护电路,其中包括软启动、消除浪涌电路和过流、过压检测电路。
 
全国招商电话:
13176015637
山东镭之源激光科技股份有限公司/激光电源
山东省济南市高新区颖秀路2711号蓝孚大厦四楼

Copyright © 2015 山东镭之源激光科技股份有限公司/激光电源 鲁ICP备18048895号-2 All Rights Reserved 版权所有