带有自适应过流保护的LD驱动电源的设计

作者研制了一种具有自适应过流保护的LD驱动电源,该电源采用电路设计和程序控制算法设计相结合的方法,不仅可以输出连续可调的驱动电流,而且还可以针对LD的不同工作电流,自动地调节其过流保护值,达到自适应过流保护的目的,从而确保了LD工作的可靠性.     

基于FPGA的半导体激光器驱动电源的研制

半导体激光器驱动电源的性能是影响其工作特性的重要因素,提高LD驱动电源性能的研究具有重要的意义。提出了一种新型的基于FPGA技术的半导体激光器驱动电源设计方案,以FPGA为控制核心,LD驱动电源的AD/DA转换、温度PID控制、恒定电流驱动、LD保护及人机交互等功能模块电路均在FPGA的控制下协调工作。设计并实现了基于FPGA的LD温度控制与电流驱动电路,测试结果表明当LD的工作温度在20-30℃时,其工作温度稳定度优于±0.03℃,驱动电流的恒定度达到±0.1％。     

温度自适应调节的光纤激光器电源研究

光纤激光器在-40～60 ℃温度范围内恒流驱动时输出功率受LD泵浦源频移等温漂特性的影响而产生波动,影响其在复杂环境下的使用。设计了一种光纤激光器温度自适应调节电源,通过温度反馈控制网络和线性控制恒流源自动调节驱动电流,使光纤激光器输出功率稳定。在-40~60 ℃的测试过程中,光纤激光器输出功率波动在±3%以内,远优于未修正前12.75%的衰减,且无需额外的温控器件和驱动电路,便于光纤激光器和驱动的小型化和轻量化集成。     

激光二极管抽运单块Nd：YAG激光器电源的研制

为了研制一种用于抽运单频单块激光器的LD电源,采用恒流电路对LD进行驱动,并应用软件监测的方法对电流的长期稳定性和故障进行监测和调节。运用模糊和比例-积分-微分(PID)混合控制温度调节算法,具有超调小和控制精度高的优点,并对基本PID算法进行了简化。使用了一个分段取值的参数,在控制范围内使运算速度提高10倍以上。实验结果表明,实现LD驱动电流的稳定度优于2mA,LD温度长期波动小于0.1℃,激光输出的频率在一定温度范围内连续可调。     

激光二极管抽运单块Nd∶YAG激光器电源的研制

为了研制一种用于抽运单频单块激光器的LD电源,采用恒流电路对LD进行驱动,并应用软件监测的方法对电流的长期稳定性和故障进行监测和调节.运用模糊和比例-积分-微分(PID)混合控制温度调节算法,具有超调小和控制精度高的优点,并对基本PID算法进行了简化.使用了一个分段取值的参数,在控制范围内使运算速度提高10倍以上.实验结果表明,实现LD驱动电流的稳定度优于2 mA,LD温度长期波动小于0.1℃,激光输出的频率在一定温度范围内连续可调.     

一种高稳定、低温漂的LD驱动电路设计

论文介绍半导体激光器（LD）驱动电路的工作原理及几种驱动电路的特点,着重介绍恒流方式的驱动电路。通过对影响驱动电流稳定性和温度漂移的因素分析,提出合理设计方案。方案中驱动电路的采样电阻由金属导线与负温度系数电阻串联组成,从而减小因采样电阻值随温度变化而引起驱动电流的漂移。     

功率自适应LD开关电源的设计

设计了一种基于开关电源的具有功率自适应功能的半导体激光器（LD）驱动电源,以单片机作为控制核心,结合外围硬件系统,利用PID算法,通过改变开关电源绝缘门极晶闸管（IGBT）的占空比实现了LD的恒流驱动和功率自适应调节。经实验证明,该驱动电路纹波系数低、效率高,光功率输出稳定度优于0.5%,可满足LD实际工作的需要。     

一种电流自适应温度的LED驱动电路

基于0.5 μm CMOS工艺,设计了一种电流可随系统温度变化自适应调节的LED驱动电路。通过设计自适应调控模块,实现LED驱动可自适应工作于正常恒流输出、自适应调控输出、滞回关断保护三种状态。Spectre仿真结果表明,在0 ℃～80 ℃的正常温度范围内,350 mA的恒流驱动输出变化小于0.28%;电源电压在±10%的波动范围内,恒流输出波动小于1.8%;80 ℃～110 ℃间,调控输出驱动电流可调幅度为160 mA;111 ℃时,电路关断输出,直到温度降回70 ℃后,重新开启。该电路对热功耗的管理作用更加高效可靠,对于LED照明等领域的应用,较现有方案更为优越。     

光纤放大器抽运模块LD驱动电流源设计

为了实现光纤放大器的抽运模块驱动电源精度高、纹波系数小、转换效率高并具有一定保护功能,设计了半导体激光器的驱动电流源。该电流源由驱动、串口控制等模块组成。采用基于LM2676的开关转换方式,构建了转换效率较高的恒流源系统,并应用于LD驱动。经测试,通过LD的电流最大为2.5A,输出电流精度达到0.1%,转换效率可达85%以上,LC滤波电路使输出电流纹波减少至0.5mA;具有串口通信电流源控制系统,能够实现对驱动电流值的远程读取与设置。结果表明,该电流源达到理论设计要求,可应用于光纤放大器抽运模块。     

一种双极性高精度半导体激光器温度控制系统

温度是影响半导体激光器（LD）寿命和输出特性的重要因素之一。为保证LD输出稳定的激光模式和功率,采用以ADC和DAC集成的微处理器芯片C8051F350和具有双极性输出电流的TEC驱动芯片MAX1968为控制核心,以积分分离和变速积分增量式相结合的数字PID算法为运算程序的自动温度控制系统(ATC)控制TEC驱动电流的方向和大小,实现对LD的加热或制冷,使其工作在恒定温度。实验证明,应用该系统,LD在0℃～40℃环境温度范围内能很快稳定在设定温度,且其不确定度为±0.03℃。     

可编程调制的智能化激光二极管驱动电源设计

设计了一种能对输出电流实现多种波形调制的半导体激光二极管(LD)驱动电源。该驱动电源嵌入单片机,控制灵活,结构简单、性能价格比高。可用于LD和LED的输出光功率直接调制,也适用于LD输出光频率调制,具有通用性。     

SiC器件在大功率LD驱动源模块中的应用

介绍了SiC功率器件的应用优势并将其应用到了大功率LD驱动源模块中;对SiC MOSFET的开关参数及特性进行了分析,并设计了一种简单实用的SiC隔离驱动。本文应用SiC器件设计了一款120V/120A全SiC LD驱动源模块,功率模块主电路拓扑采用四路交错并联Buck电路,电路中的开关管和二极管全部使用SiC功率器件,功率模块最高效率达到98%。     

半导体激光器驱动电路的光功率控制的研究

介绍了数字控制式半导体激光器驱动电路的设计，包括温度控制系统和光功率控制系统。该系统以单片机为核心，结合外围电路，以数字控制技术代替以往的模拟电路，易于控制，精度高。对光功率控制系统也以单片机为核心，配合外围的功率采样电路和电流驱动电路．同时使用PD控制算法，控制电源电流，从而控制激光器光功率输出。在PD参数整定时，采用了工程实验法多次实验调试确定参数。建立数学模型，从而实现软件控制。为了提高控制的精度，把功率范围分为9段，对每一段都整定了一组参数，从而将光功率误差控制在0．02W内。所设计的驱动电路精度高，实时性好，达到了设计要求。     

脉冲式激光引信用连续可调LD驱动电路的研究

为了满足引信用脉冲式半导体激光器驱动电路的脉冲宽度可调、频率可调、功率可调的需要,根据LD驱动电路的工作原理,建立LD驱动电路的一般模型,并进行了仿真分析。采用电子多频振荡器来提供驱动信号,用双MOS驱动器来驱动半导体激光器,通过大量的实验、仿真、分析、比较,设计出了方便可调的大功率LD的驱动电路。结果表明,该驱动电路完全能满足激光近炸引信对脉宽、频率和功率的需要。     

基于FPGA技术的半导体激光器驱动电源的研制

提出了一种新的连续半导体激光器(LD)驱动电源设计方案,该方案融入FPGA技术,采用日立SH系列单片机HD64F7045为控制核心,实现了高稳定度的激光器驱动和温度控制。LD驱动单元中,应用负反馈技术分别实现注入电流IF、驱动电压VF和光功率的高稳定控制,还采取了软启动控制、短路开关和限幅保护的措施,有效地保证了LD的安全。LD温度控制单元中,采用了比例积分(PI)控制技术并结合积分分离的思想,实现对LD温度的高稳定度的控制。实验表明,注入电流的稳定度达到10-4量级,温度稳定度优于±0.01℃,性能比以往的同类系统提高了一个数量级。     

LD在开关电源驱动下的结温与输出特性研究

半导体激光器（LD）的驱动电路要求能够提供充足的载流子,且工作状态要稳定.从半导体物理学理论出发,分析了半导体激光器在恒流和稳压2种状态下,结电压、结电流和结温三者的关系.并以此为理论基础,进行了半导体激光器在双路跟踪电源恒流模式和开关电源LT1912驱动下的实验.实验结果表明,开关稳压电源驱动半导体激光器正常工作的核心条件是能够提供充足的载流子,即开关电源要具备低电压高功率的输出特性.开关稳压电源驱动半导体激光器的优点在于电路设计简单,不用考虑过流保护和过压保护电路,且半导体激光器的工作状态也很稳定.     

可调谐半导体激光器的精密控制系统设计

为了满足高精密测量领域对半导体激光器高稳定度的要求,设计了一种高稳定度、低噪声的半导体激光器控制系统。该控制系统由电流驱动和温度控制两部分组成,电流控制部分采用负反馈控制保持电流稳定,温度控制部分采用高度集成的MAX1978作为主控芯片,驱动半导体制冷器进行温度补偿。经过实验验证,电流在200mA范围内连续可调,电流控制精度高达1A,在3kHz~100kHz带宽内交流噪声有效值小于300nA,长期温度漂移小于2m℃。结果表明,该系统可用于驱动分布式反馈外腔半导体激光器和分布式布喇格反射半导体激光器。     

高重频可调小型高功率半导体激光电源研究

为了获得高功率、高重频半导体激光脉冲,设计了一种体积小、重量轻、造价低的纳米级大功率半导体激光器驱动电源。采用改进的单稳态触发器产生窄脉冲,经放大后驱动快速开关MOSFET获得大电流窄脉冲;电源脉冲电流驱动能力0A～80A,脉冲上升时间2.8ns,下降时间3.8ns,脉冲宽度5ns～500ns范围内可调,最小5.2ns,重复频率可达200kHz。用该电源实验测试了激光波长为905nm的半导体激光器,在重复频率为10kHz时,激光脉冲峰值功率达到70W以上。结果表明,采用窄脉冲驱动MOSFET可以得到高重复频率10ns以内的大电流窄脉冲,可以驱动大功率半导体激光器,若驱动100A以上的激光器需进一步研究。     

基于MOSFET的半导体激光器驱动电路设计及其改进

在金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)作为开关配合电容充放电实现脉冲功率放大时,输出的脉冲电流受到MOSFET元件性能制约,而且由于分布参数的影响脉冲电流非常容易出现过冲。为了解决这些问题,提出了一种MOSFET互补输出电路,它能提供更快的脉冲关断时间,并且对过冲的产生起到一定抑制作用。经实验证明,改进后电路的输出得到了改善。