半导体激光器电源控制系统设计

半导体

半导体激光器电源控制系统设计：目前，凡是高精密的恒流源，大多数都使用了集成运算放大器。其基本原理是通过负反作用，使加到比较放大器两个输入端的电压相等，从而保持输出电流恒定。并且影响恒流源输出电流稳定性的因素可归纳为两部分：一是构成恒流源的内部因素，包括：基准电压、采样电阻、放大器增益(包括调整环节)、零点漂移和噪声电压；二是恒流源所处的外部因素，包括：输入电源电压、负载电阻和环境温度的变化。

　慢启动电路

　半导体激光器往往会因为接在同一电网上的多种电器的突然开启或者关闭而受到损坏，这主要是由于开关的闭合和开启的瞬间会产生一个很大的冲击电流，就是该电流致使半导体激光器损坏，介于这种情况，必须加以克服。因此，驱动电源的输入应该设计成慢启动电路，以防损坏。整个电路的结构可看作是在射级输出器上添加了两个Ⅱ型滤波网络。

　恒流源电路的设计

　为了使半导体激光器稳定工作，对流过激光器的电流要求非常严格，供电电路必须是低噪声的稳定恒流源驱动。

　激光功率的稳定控制

　光功率反馈采用外部监测光电二极管的输出光电流，由放大器再经A／D转换后送CPU处理，得出控制量，调整激光器的工作电流，从而进行激光功率的闭环控制。

　温度控制在本系统中采用了半导体制冷来实现，这是一种热电制冷器，只要控制流过温控器电流的大小和方向，就能对激光器进行制冷或加热，从而控制激光器的工作温度。

　保护电路

　虽然慢启动电路消除了高频冲击电流的危害，但不能有效地防止直流或低频电流过载对半导体激光器的危害，因此，应当设立过载保护电路。一般可采用限流式保护电路。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，此时可以采取截流式保护电路。过电压保护的精度主要取决于稳压二极管，而其工作点是随流经稳压管的电流和环境温度变化的，因此，设计上必须选用稳定电压的温漂非常小的稳压管。