适用于激光温控的动态双模切换Buck/Buck-Boost换流拓扑

在半导体激光温控电源领域中，一直缺乏既能加热又能制冷的高效率温控电路，根据Buck和Buck-Boost换流拓扑中二极管和电感的对偶性，采用多功能切换开关将二者动态交换位置，提出了一种动态双模切换的Buck/Buck-Boost换流拓扑。该换流拓扑可根据温度反馈信号，动态切换在Buck或Buck-Boost模式下，输出正向电压或负向电压驱动TEC（半导体制冷器），控制激光器在环境温度变化时始终工作在恒温状态下。在saber软件中对Buck/Buck-Boost换流拓扑进行了变模仿真分析，得出该拓扑在变模的同时可自由调节输出幅度，在此基础上研制了一种双向温控电源，实验表明，该电源的转换效率在加热和制冷模式下均高于90%，温控精度达到0.06 ℃，验证了该换流拓扑的有效性。采用该技术对中大功率激光器恒温控制具有节能、体积小、环境适应性强等技术优势，同时该双模拓扑的提出对开关换流拓扑发展提供了一定参考。