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高功率激光二极管驱动电源设计与实现

时间:2021-03-07 01:22
本文摘要:射频治疗仪管(LD)和一般二极管应用各有不同加工工艺,但工作电压和电流特点基本一致。在工作中点时,小工作电压转变不容易导致激光二极管电流转变较小。除此之外电流纹波过大也不会促使激光器键入不稳定。 二极管激光器对它的驱动电源有十分苛刻的回绝;键入的交流电电流要低、电流稳定及较低纹波指数、低功率因素等。伴随着激光器的功率大大的扩大,务必性能卓越大电流的稳流开关电源来驱动器。为了更好地保证 半导体材料激光器长期工作中,务必对其驱动电源进行有效设计方案。

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射频治疗仪管(LD)和一般二极管应用各有不同加工工艺,但工作电压和电流特点基本一致。在工作中点时,小工作电压转变不容易导致激光二极管电流转变较小。除此之外电流纹波过大也不会促使激光器键入不稳定。

二极管激光器对它的驱动电源有十分苛刻的回绝;键入的交流电电流要低、电流稳定及较低纹波指数、低功率因素等。伴随着激光器的功率大大的扩大,务必性能卓越大电流的稳流开关电源来驱动器。为了更好地保证 半导体材料激光器长期工作中,务必对其驱动电源进行有效设计方案。而且伴随着高频率、较低开关电源电阻器的MOSFET技术性的发展趋势,应用以MOSFET为关键的电源变压器经常会出现,电源变压器在键入大电流时,纹波过大的难题得到 了解决困难。

  因为大电流激光器二极管价格比较贵,并且很更非常容易遭受过压,过电流损伤,因此 大功率代表着都是有电流开关电源还没法合乎大功率二极管激光器的回绝,还务必适度的维护保养电源电路。要保证 工作电压、电流不必过冲。

因而,务必明确指出一整套行之有效的技术措施,来合乎大功率二极管激光器的务必。  1系统包括  设备输出电压为24V,键入仅次电流为20A,依据串连激光二极管的总数键入各有不同工作电压。

假如应用沟通交流供电系统,前端开发理应应用AC/DC作适度的变换。该设备关键一部分为即时DC/DCSPWM,其电路原理图如图所示1下图。

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  Vin为输出电压,VM1、VM2为MOSFET,VM1导通总宽规定键入工作电压尺寸,慢彻底恢复二极管和VM2协同续流电源电路,稳压管的导通耗损占据最关键的一部分,因而它的随意选择尤为重要,实验中配搭通态电阻器很低的M0SFET。电感器、电容器组成低通滤波器。精确测量电阻器两直流电压与等使用价值比较后,根据脉冲计数器造成适度的脉长,保持特性阻抗电流稳定。VM1软启动器,慢彻底恢复二极管工作中,慢彻底恢复二极管通态耗损大,VM2然后全线通车续流,提升系统软件耗损。

  2原理  VM1软启动器,电流根据VD续流,然后VN2导通。因为VM2的电阻器近超过二极管电阻器,因而根据VM2续流。VMl、VN2启动单脉冲如图2下图。图2中td为续流二极管导通時间。

  二极管耗费的输出功率为P=VtdI0。一般慢彻底恢复二极管损耗0.4V,当电流20A时,二极管耗费输出功率为0.8W。如应用MOSFET,则耗费的输出功率将小许多。

本试验应用威世半导体公司的60A的MOSFET,其导通等效电阻为0.0022。当电流为20A时,耗费输出功率大概为0.088W。  由电流纹波公式计算由此可见,减少电感器、扩大ton都能够扩大纹波。为了更好地不提高电感器容积,试验中应用200kHz的输出功率,在其中电感器配搭4.8-H,依据公式计算必得激光二极管损耗2V时纹波电流大概为100mA。

  系统软件应用了电流负的反馈电源电路,以适应能力激光器二极管的回绝。当特性阻抗转变,电流低于等额的电流时,扩大ton总宽,工作电压降低。电流额超过等额的电流时,降低ton总宽,那样能够维持电流稳定。

图3下图为脉冲计数器构造。


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