脉冲半导体激光器驱动电源的设计.pdf

标题中的“脉冲半导体激光器驱动电源的设计”指的是为脉冲半导体激光器提供稳定工作所需的特殊电源设计。这种电源不仅需要提供恒定的电流，还要能够控制脉冲的宽度、重复频率，以满足激光器的工作需求。在描述中，提到了设计原理、潜在的安全隐患以及如何解决这些问题。 在脉冲半导体激光器（LD）的应用日益广泛的背景下，其驱动电源的设计至关重要。设计时需要考虑的因素包括：温度匹配、电流稳定性、脉冲控制（脉冲宽度、重复频率）以及激光器的安全保护。与连续工作模式的LD相比，脉冲驱动电源的复杂性在于它需要对每个脉冲进行实时监控，防止上升沿、下降沿或脉冲顶部的异常导致激光器损伤。 设计原理方面，驱动电源通常由AC/DC单元、恒流充电单元和储能电容组构成前级充电部分，用于向储能电容组充电。后级部分则负责恒流脉冲放电，驱动脉冲LD。AC/DC单元将220V交流电转换为适合激光器的电压，恒流充电单元确保充电过程平稳，避免电流冲击。此外，储能电容可以减少电流的有效值，降低电解电容发热。 在控制电路中，单片机、D/A转换器和运算放大器等元件的电源应在达到稳定状态后才能启动，因为不稳定的状态可能会产生异常的控制信号，导致激光器受到损害。为了确保安全，设计中需要有硬件自锁电路，当控制电路未达到稳定时，关闭功率管驱动电路。然而，实验表明，即使如此，在立即关机再开机的情况下，由于储能电容的放电时间较长，安全隐患仍然存在。 解决方法包括在控制电路未稳定时，利用上电时的电压关闭充电单元，并在达到稳态后再开启。此外，硬件自锁电路能够确保在控制电路稳定之前，功率管驱动电路保持关闭状态，从而保护半导体激光器免受损害。 关键词“脉冲LD；电源；安全工作”强调了设计的重点是保证激光器在脉冲工作模式下的安全运行。文献标识码和文章编号则表示这是一篇在学术期刊上发表的专业论文，提供了详细的设计方案和实测电路波形，对于研究和应用脉冲半导体激光器的人来说具有重要的参考价值。