交错式单管正激变换的半导体激光器电源研究

为了简化半导体激光器电源的电路结构、提升其电能转换效率、实现输出电流的快速动态响应,采用单管正激变换的并联交错技术,设计出一种2kW单级变换的开关型直流驱动电源。测试并分析了电源的静态特性、动态特性及电能转换效率。结果表明,电源的效率高达85%;输出电流0A～100A的上升、下降时间仅为1ms;满载100A工作时,输出电流的纹波系数仅为0.04%。与两级串联结构的半导体激光器电源相比,电源的效率得以提升,输出电流的动态响应速度迅速,满足激光加工的要求。     

一种峰值电流模两相交错Buck转换器

提出了一种降压型两相交错直流转换器。与传统单相转换器相比,该两相转换器具有输出纹波低、瞬态响应快、重载效率高等特性,适合为多核处理器供电。采用峰值电流模式,基于公共电压反馈回路及峰值电流信息,实现两相支路电流的均衡。依据负载电流范围自动选择运行支路个数,保证转换器在整个负载范围内具有高转换效率。基于TSMC 0.18 μm工艺进行设计,电源电压范围为2.7~5 V,支持330 nH~1 μH的小封装电感,最大电流驱动能力为5 A。仿真结果显示,在输入电压为4.2 V,输出电压0.9 V的条件下,整个负载范围内转换器的峰值效率为86%,最大稳态输出纹波低于2 mV,在5 A/1 μs负载瞬变条件下,负载调整率不超过28 mV/A。     

一种高电压大功率半导体激光器驱动电路的设计

介绍了一种高电压大功率半导体激光器驱动电流源的设计，该电流源基于“电压源+MOSFET”方案，电压源采用两个相同DC-DC电源模块的串联结构，大幅度提高了负载电压自适应的范围，且输出电流稳定度高，适用于高电压大功率半导体激光器的驱动。     

基于双同步斩波模式的LED声控灯驱动电源设计

提出了基于双同步斩波模式的微功耗LED声控灯驱动电源设计方法。该驱动电源用一个单片机控制两个开关管分别为主电源和待机电源提供工作电流。主电源采用全波斩波工作模式为LED灯组提供工作电流;待机电源采用半波斩波工作模式,从而大幅降低了待机功耗。该驱动电源结构简单,可在50~60 Hz频率的180~250 V的宽电压范围内工作,具有恒流驱动功能和微功耗特性,且稳定可靠和较高的性价比。     

高压、高效率白光LED驱动电路的研究与设计

设计了一种高效率的高输入电压,恒定电流输出的白光LED驱动芯片.采用高压工艺,以脉宽调制(PWM)峰值电流的控制方式,实现了宽范围电压输入、恒定电流输出的LED驱动芯片的设计.内部集成了带隙电压基准源,产生0.25V的参考电压.芯片设计采用了高压横向扩散金属氧化物半导体场效应管(LDDMOS),设计了电压预调整电路,实现了输入电压范围在85V-400V间变化,输出电流在1毫安到1安培间设定.芯片仿真结果显示电能转换效率最高可达90%以上.     

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。     

可控恒流的小功率高效率直流电源

本论文以Buck降压斩波为核心,以TI公司的降压控制器LM5117芯片CSD18532KCS MOS场效应管为核心器件,设计并制作一个降压型直流开关稳压电源,整个系统分为两种模式,一种是恒压,另一种是恒流,输入16V时,输出直流电压为5V,输出电流可调并大于3A,具备过流保护功能和识别负载能力,输出噪声纹波电压峰峰值达到题目要求,电源实测效率达到89.8%。     

一种具有大电流驱动能力的低温漂带隙基准电压源

基于XFAB 0.6 μm CMOS工艺,设计了一种具有大电流驱动能力的低温度系数带隙基准电压源。通过设置不同温度系数的电阻的比值,实现带隙基准的2阶曲率补偿。采用新的电路结构,使基准源具有驱动10 mA以上负载电流的能力。经过Hspice仿真验证,常温基准输出电压为2.496 V,-55 ℃~125 ℃温度范围内的温度系数是3.1×10-6/℃;低频时,电源电压抑制比为-77.6 dB;供电电压在4~6 V范围内,基准输出电压的线性调整率为0.005%/V;负载电流在0~10 mA范围内,基准输出电压波动为219 μV,电流源负载调整率为0.022 mV/mA。     

一种用于H桥功率驱动电路的电荷泵设计

提出了一种可驱动H桥功率电路的电荷泵.为了简化电路设计和确保电路稳定性,本电荷泵采用两倍压电荷泵电路拓扑结构,通过加入两路反馈控制电路来提高电荷泵充电电流和输出电压值的控制精度以及电源转换效率.设计采用0.35μm BCD工艺,通过Cadence Spectre仿真器表明,在负载电流为5mA条件下,电荷泵正常工作时输出电压范围广(10~40V),电源转换效率最高达到91%,输出电压建立所需时间为579μs.样片实测结果显示,在不同输入电压条件下,输出电压纹波控制在385mV以下.     

驱动芯片BCSl608及其在超声电机中的应用

超声电机的应用场合要求其驱动电源结构简单、功耗低、集成度高,且超声电机结构形式多样,要求驱动电源配套.BCS1608是一种3路电平转换电路,可将2.5～5.5 V的电源电压转换为36 V高电平的输出驱动信号.简要介绍其主要特性、内部结构和引脚功能,重点讨论逆变部分的电路结构,其两相三桥臂的结构提供了两相和三相2种电压输出模式.给出该芯片在微型超声电机BM730-A1中的应用方案,得到很好的驱动效果.仿真及实验结果表明,该芯片构成的驱动电源可靠性高,适合驱动多种结构微型超声电机.     

High power laser diode driver based on power converter technology

This paper describes the design of a high speed semiconductor laser diode driver designed for driving 500 mW to 1.5 W diodes at full optical power modulation up to frequencies of 10 MHz. The duty cycle of the modulation may be varied. A switching power-converter based current source allows a higher power delivery efficiency to the diode than in previous designs, allowing for a more modest power supply and dissipation requirements. A dynamic ripple cancellation circuit reduces the power converter output current ripple to less than 1% of full-scale current. The circuit is capable of delivering up to 2.5 A to a laser load, with a 10-90% switching risetime from laser threshold to full on of less than 20 ns     

半导体激光管驱动电源设计与实现

为提高半导体激光器光功率输出稳定性,并保证激光器安全、可靠工作,设计了半导体激光器的驱动电源。驱动电源主电路采用同步DC／DC方式,输出效率高;驱动电路可以产生200kHz触发脉冲,降低了输出电流的纹波,保证激光器输出功率稳．定;驱动电路带有过压比较器及过流比较器,保证激光器安全工作。经过仿真和实验表明：该驱动电源在20A工作时效率达到85％以上．纹波小于5％。     

一种高精度高转换效率的LED驱动电路

基于HHNEC 0.35μm 40 V BCD工艺,采用峰值电流检测模式的脉冲宽度调制方式,设计了一款能在8～42 V的输入电压范围内,-40～125℃的温度范围内正常工作的高转换效率、高输出电流精度的发光二极管(LED)驱动电路,版图面积为925.3μm×826.8μm。利用带负反馈的预稳压电路为基准源电路和线性稳压器提供稳定的工作电压,新颖求和型CMOS基准电流源提供低温漂、高精度的偏置电流,带预抑制电路的基准电压源提供高精度的参考电压,提高了输出电流的精度。仿真结果表明,在典型工艺角TT下,当输入电压为40 V,驱动9个LED,输出电流为400 mA时,该LED驱动电路转换效率为95.8%,输出电流精度为1.75%。     

蓝光二极管双端抽运Pr:YLF晶体320 nm紫外激光器（特邀）

设计了一种采用不同波长的蓝光二极管合光作为抽运源并采用双端抽运的方式抽运Pr:YLF晶体320 nm紫外激光器。该激光器结构采用V型折叠腔结构,使用波长分别为444 nm和469 nm、抽运功率分别为3 W和1.4 W的蓝光激光二极管作为抽运源,对12 mm长、0.3%掺杂浓度的Pr:YLF晶体进行抽运,并且使用三硼酸锂晶体作为倍频晶体来实现倍频,匹配方式为I类相位匹配。通过对谐振腔参数进行优化,当5700 mW的抽运功率注入晶体时,输出了1005 mW最大输出功率的320 nm紫外连续激光,光光转换效率约为17.6%。     

Power and spatial mode measurements of sideband generated,spatially filtered, submillimeter radiation

The first coherent measurement of submillimeter-wave sideband generator (SBG) output power is reported here. This SBG utilizes a submillimeter laser, microwave synthesizer, and high frequency Schottky diode to produce tunable radiation. Record efficiency and output power (10.5 μW) at a drive frequency of 1.6 THz has been obtained, and SBG radiation was efficiently separated from the laser driver with Si etalons. The power measurements were made using a dual CO₂-submillimeter laser system and two Schottky diodes, one as the sideband generator and one as the receiver. The SBG efficiency of four different models of University of Virginia (UVa) diodes were studied and the first measurement of the output mode of the sideband (without the unshifted laser present) was also performed. Finally, confirmation of the optimal parameters for coupling a Gaussian beam into a corner-reflector mounted Schottky diode is presented     

高功率全固态准连续钛宝石激光器的实验研究

以激光二极管阵列(LDA)抽运Nd：YAG内腔倍频激光器作为抽运源,实现了全固态准连续钛宝石激光器的高功率、高效率运转。实验中,选择750～850nm宽带膜片组,钛宝石输出镜的透过率分别为T=5％、10％和15％。当532nm的抽运光为27W时,得到了6W输出功率及22．2％的转换效率。     

双环功率控制的突发模式激光驱动器

设计了一款应用于无源光网络（PON）的突发模式激光驱动器及其双环功率控制电路。提出一种电荷补偿和动态偏置电路,减小了激光驱动器电流上升和下降时间,提高了输出电流能力;提出一种双环功率控制的反馈电路,解决了平均功率和消光比随温度变化的问题。基于0.18m RF CMOS工艺完成流片,激光驱动器芯片面积为1 600m800m。测试结果表明,激光驱动器的输出偏置电流和调制电流分别可达90 mA。激光驱动器突发响应开启时间小于2 ns,关断时间小于1 ns,发送数据速率高达2.5 Gbit/s,抖动大小为41 ps。激光驱动器输出平均光功率稳定性为0.26 dB,消光比稳定性为1 dB。该激光驱动器满足了PON系统对激光器的输出功率和稳定性要求。     

大功率半导体激光器驱动电源

根据半导体激光二极管的工作特性，设计了一种以VICOR电源为功率模块，以绝缘栅双极晶体管（IGBT）为大功率变换器件的大功率激光二极管驱动电源，该驱民源电路简单，能有效地抑制电源的浪涌冲击，保证了激光二极管不受外界的电干扰。在线保护机制可实时对半导体激光器工作监控，半导体激光器的慢启动电路、温控电路保证了半导体激光器安全工作。该电源已应用于机载激光雷达样机系统中，通过一年多的使用，半导体激光二极管工作正常，性能稳定可靠。