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介绍一种以DSP TMS320F2812控制模块为核心的高精度半导体激光器驱动电源系统的设计。该系统以大功率达林顿管为调整管加电流负反馈电路实现恒流输出,利用DS内部集成的模/数转换器对输出电流采样,并经过PI算法处理后控制PWM输出实现动态的误差调整,消除电路中的静止误差。为了提高系统的稳定性,在系统中加入过流、过压保护和延时软启动保护等功能。结果表明,输出电流范围在10~2500mA内,输出电流变化的绝对值小于输出电流值的 0.1%+1mA,从而确保了半导体激光器工作的可靠性。
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高精度半导体激光器驱动电源系统设计高精度半导体激光器驱动电源系统设计
介绍一种以DSP TMS320F2812控制模块为核心的高精度半导体激光器驱动电源系统的设计。该系统以大功率
达林顿管为调整管加电流负反馈电路实现恒流输出,利用DS内部集成的模/数转换器对输出电流采样,并经过PI
算法处理后控制PWM输出实现动态的误差调整,消除电路中的静止误差。为了提高系统的稳定性,在系统中加
入过流、过压保护和延时软启动保护等功能。结果表明,输出电流范围在10~2500mA内,输出电流变化的绝对
值小于输出电流值的 0.1%+1mA,从而确保了半导体激光器工作的可靠性。
摘摘 要:要:介绍一种以DSP TMS320F2812控制模块为核心的高精度
关键词:关键词:DSP;半导体激光器;PI算法;PWM
0 引引 言言
半导体激光器(LD)是一种固体光源,由于其具有单色性好,体积小,重量轻,价格低廉,功耗小等一系列优点,已被广
泛应用。LD是卵想的电子 -光子直接转换器件,有很高的量子效率,微小的电流和温度变化都将导致其输出光功率的很大变化
。因此,LD的驱动电流要求非常高,必须是低噪声、稳定度高的恒流源,一般电源很难满足要求
[1-4]
。此外,瞬态的电流或
电压尖峰脉冲,以及过流、过压都会损坏半导体激光器。这里将以TI公司的DSP芯片TMS320F2812为控制核心,实现带有多
种保护的双闭环高精度半导体激光驱动电源系统。
1 系统总体设计系统总体设计
恒流源一般采用集成运算放大器和一些分立元器件及单片机构成的“压控恒流源”方法实现,与纯模拟元件构成的恒流源相
比,这种方法在恒流精度和线性度上都有明显的提高。但是该方法中单片机是用作显示与控制电压的给定,并未对输出电流实
时检测和控制,属于开环控制系统,影响了恒流源的稳定性及精度。该系统由“压控恒流”电路、信号采样和调理电路、保护电
路、键盘、LCD显示、RS232通信接口以及DSP处理器等环节组成,系统结构框图如图1所示。
通过键盘输入给定,并在LCD上显示,同时经F2812运算处理后输出相应占空比的PWM信号。PWM经低通滤波器、放大
调理后实现D/A变换并作为“压控恒流”模块(V-I Constant Current)的控制电压实现“压控恒流”。F2812实时对输出的电流采样
,采样数据经数字滤波、分析处理后与给定电流值相比较,得到差值作为PI调节算法表达式中的输入量,通过PI运算得到控制
量U来调整PWM的输出实现恒流。
2 系统硬件设计系统硬件设计
2.1 直流电源模块实现直流电源模块实现
直流电源模块主要由变压、整流、滤波、稳压和“扩流电路”组成。直流电源模块如图2所示。+15V用于“压控恒流模块”和运
算放大器供电;-15V用于运算放大器负电源供电;+5V用于数控模块供电。将+5V用高精度、高稳定性的稳压芯片稳压后再为
DSP处理器供电。
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