本文在分析半导体激光器损坏机理的基础上得出半导体激光器驱动电源设计的关键在于保护电路的设计。通过深入分析传统半导体激光器驱动电源保护电路的特点,找出其设计的优点和不足,并在充分吸收传统半导体激光器驱动电源保护电路优秀设计思想的基础上,设计出双限流电路,保证了流过半导体激光器的电流不会超过设计值,设计出了浪涌强制吸收或隔离电路,解决了浪涌冲击对激光器的损坏的难题。设计的驱动电源已应用于实践,电流稳定度很高,浪涌被很好抑制,具有较好的应用前景。
大功率半导体激光器驱动电源保护电路方案是针对半导体激光器工作稳定性和寿命的关键设计。半导体激光器(LD)的损坏通常由电流过载和浪涌冲击引起,因此保护电路的重点在于电流限制和浪涌防护。
在传统的保护电路设计中,常常采用TVS器件来抑制电网浪涌电压和雷电感应电压,以及π型低通滤波网络来减少电源纹波和小浪涌。此外,慢启动电路用于防止器件受到开机和断电时的冲击。然而,这些方法在应对大浪涌时可能效果有限。
本文提出的创新在于设计了双限流电路,通过两个限流环路确保LD电流不超过预设值。这两个环路分别通过P型和N型MOS管Q1和Q2进行控制,结合负反馈电路实现电流的精确调节。同时,采用MOS管强制吸收或隔离浪涌,提高了对浪涌的防护能力。此外,电路还设置了慢启动过程,减少在工作过程中因开关操作产生的浪涌影响。
保护电路的设计包括两部分:限流电路和浪涌吸收电路。限流电路通过比较采样电路的电压信号与基准电压,动态调整MOS管的导通状态,从而维持LD电流的恒定。浪涌吸收电路则在功率器件的开通和关断瞬间起到缓冲作用,防止瞬间电流和电压变化对LD造成损害。这一电路通过控制Q3和Q4的导通状态,实现了在不同阶段对浪涌的有效吸收或隔离。
整个保护电路设计充分考虑了半导体激光器的敏感性,通过优化的反馈机制和精心选择的元器件参数,确保了驱动电源的电流稳定度和浪涌抑制性能。这种设计已经在实践中得到验证,展现出良好的应用前景,对于提高大功率半导体激光器的可靠性和使用寿命具有重要意义。在实际应用中,可以根据不同的LD规格和工作环境,对电路中的元件如MOS管、电容和电阻等进行调整,以适应不同需求。