CN103390855A - 智能控制的半导体激光器电源系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了智能控制的半导体激光器电源系统，主要由中央处理器、以及与中央处理器连接的LD驱动电路、精密检测电路、电流监控电路、激光器驱动芯片构成。本发明的优点在于：采用数字控制方案的电源达到激光器的稳态精度要求。
Description
技术领域
本发明涉及激光电路设计，具体是指智能控制的半导体激光器电源系统。
背景技术
半导体激光器的核心是PN结一旦被击穿或谐振腔面部分遭到破坏，则无法产生非平衡载流子和辐射复合，视其破坏程度而表现为激光器输出降低或失效。
造成LD损坏的原因主要为腔面污染和浪涌击穿。腔面污染可通过净化工作环境来解决，而更多的损坏缘于浪涌击穿。浪涌会产生半导体激光器PN结损伤或击穿，其产生原因是多方面的，包括：①电源开关瞬间电流;②电网中其它用电装备起停机;③雷电;④强的静电场等。实际工作环境下的高压、静电、浪涌冲击等因素将造成LD的损坏或使用寿命缩短，因此必须采取措施加以防护。
传统激光器电源是用纯硬件电路实现的，采用模拟控制方式，虽然也能较好的驱动激光，但无法实现精确控制，在很多工业应用中降低了精度和自动化程度，也限制了激光的应用。使用单片机对激光电源进行控制，能简化激光电源的硬件结构，有效地解决半导体激光器工作的准确、稳定和可靠性等问题。随着大规模集成电路技术的迅速发展，采用适合LD的芯片可使电源可靠性得到极大提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能控制的半导体激光器电源系统。
本发明的实现方案如下：智能控制的半导体激光器电源系统，主要由中央处理器、以及与中央处理器连接的LD驱动电路、精密检测电路、电流监控电路、激光器驱动芯片构成。
所述LD驱动电路为恒流源电路，所述LD驱动电路包括恒流源驱动芯片HY6340。
所述中央处理器还连接有保护电路，所述保护电路包括过温保护电路、过流保护电路、浪涌保护电路。
所述中央处理器还连接有参数设置键盘。
所述参数设置键盘包括CH451芯片。
所述中央处理器为C8051F020数字处理芯片。
本发明以数字集成电路为核心，设计能够实现智能控制的半导体激光器电源。
本发明主要由以下部分构成。
供电电源：实现系统供电电压(交流220V)与系统工作电压之间的转换。并采用滤波技术，使得半导体激光器工作的电压纹波很小，保证半导体激光器的正常工作。
智能控制：主要由中央处理器来完成。LD驱动电路工作在恒流模式下，设定电流后，中央处理器根据传感器采样的电流信号值，经过一定的算法后将输出电压经过运放电路送到激光器驱动芯片的反馈引脚，进行自动调节以达到设定的电流输出，实现激光器的智能化。
保护电路：半导体激光器驱动系统必须配备保护电路。保护电路将减小LD驱动电路实际运用中受到的外界影响，增强了系统的可靠性。这部分主要包括过温保护电路、过流保护电路、浪涌保护电路。
选用Silicon公司的C8051F020数字处理芯片为数字处理单元。在参数设置键盘的扫描按键功能实现中使用了CH451芯片内置去抖功能和键盘中断功能，可以节省单片机的内部运行时间，确保按键读取的准确性。
开机后激光器预热半小时，通过软件设定方式调节激光器的工作电流至1.5A，激光器启动系统运行，工作电流平稳上升达到1.5A，动态响应时间在1.5~2s之间。系统输出电流为1.5A，连续工作4小时，每间隔10分钟记录1次电流，按照时间排列测试次序和相应的电流值。结果表明系统的控制电流稳定，误差小。测试结束后关闭激光器，系统逐步减小输出电压信号，降低输出功率至零后激光器停止工作。结果表明，采用数字控制方案的电源达到激光器的稳态精度要求。
本发明的优点在于：采用数字控制方案的电源达到激光器的稳态精度要求。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
具体实施方式
实施例一
如图1所示。
智能控制的半导体激光器电源系统，主要由中央处理器、以及与中央处理器连接的LD驱动电路、精密检测电路、电流监控电路、激光器驱动芯片构成。
所述LD驱动电路为恒流源电路，所述LD驱动电路包括恒流源驱动芯片HY6340。
所述中央处理器还连接有保护电路，所述保护电路包括过温保护电路、过流保护电路、浪涌保护电路。
所述中央处理器还连接有参数设置键盘。
所述参数设置键盘包括CH451芯片。
所述中央处理器为C8051F020数字处理芯片。
本发明以数字集成电路为核心，设计能够实现智能控制的半导体激光器电源。
本发明主要由以下部分构成。
供电电源：实现系统供电电压(交流220V)与系统工作电压之间的转换。并采用滤波技术，使得半导体激光器工作的电压纹波很小，保证半导体激光器的正常工作。
智能控制：主要由中央处理器来完成。LD驱动电路工作在恒流模式下，设定电流后，中央处理器根据传感器采样的电流信号值，经过一定的算法后将输出电压经过运放电路送到激光器驱动芯片的反馈引脚，进行自动调节以达到设定的电流输出，实现激光器的智能化。
保护电路：半导体激光器驱动系统必须配备保护电路。保护电路将减小LD驱动电路实际运用中受到的外界影响，增强了系统的可靠性。这部分主要包括过温保护电路、过流保护电路、浪涌保护电路。
选用Silicon公司的C8051F020数字处理芯片为数字处理单元。在参数设置键盘的扫描按键功能实现中使用了CH451芯片内置去抖功能和键盘中断功能，可以节省单片机的内部运行时间，确保按键读取的准确性。
本系统在参数设置键盘设定下进行参数设定，中央处理器通过精密检测电路、电流监控电路的作用下，可得到各种电源参数，中央处理器根据传感器采样的电流信号值，经过一定的算法后将输出电压经过运放电路送到激光器驱动芯片的反馈引脚，进行自动调节以达到设定的电流输出，实现激光器的智能化。
开机后激光器预热半小时，通过软件设定方式调节激光器的工作电流至1.5A，激光器启动系统运行，工作电流平稳上升达到1.5A，动态响应时间在1.5~2s之间。系统输出电流为1.5A，连续工作4小时，每间隔10分钟记录1次电流，按照时间排列测试次序和相应的电流值。结果表明系统的控制电流稳定，误差小。测试结束后关闭激光器，系统逐步减小输出电压信号，降低输出功率至零后激光器停止工作。结果表明，采用数字控制方案的电源达到激光器的稳态精度要求。
如上所述，则能很好的实现本发明。
Claims (6)
1.智能控制的半导体激光器电源系统，其特征在于：主要由中央处理器、以及与中央处理器连接的LD驱动电路、精密检测电路、电流监控电路、激光器驱动芯片构成。
2.根据权利要求1所述的智能控制的半导体激光器电源系统，其特征在于：所述LD驱动电路为恒流源电路，所述LD驱动电路包括恒流源驱动芯片HY6340。
3.根据权利要求1所述的智能控制的半导体激光器电源系统，其特征在于：所述中央处理器还连接有保护电路，所述保护电路包括过温保护电路、过流保护电路、浪涌保护电路。
4.根据权利要求1所述的智能控制的半导体激光器电源系统，其特征在于：所述中央处理器还连接有参数设置键盘。
5.根据权利要求4所述的智能控制的半导体激光器电源系统，其特征在于：所述参数设置键盘包括CH451芯片。
6.根据权利要求1所述的智能控制的半导体激光器电源系统，其特征在于：所述中央处理器为C8051F020数字处理芯片。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201210145678XA CN103390855A (zh) | 2012-05-11 | 2012-05-11 | 智能控制的半导体激光器电源系统 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201210145678XA CN103390855A (zh) | 2012-05-11 | 2012-05-11 | 智能控制的半导体激光器电源系统 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN103390855A true CN103390855A (zh) | 2013-11-13 |
Family
ID=49535053
Family Applications (1)
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| CN201210145678XA Pending CN103390855A (zh) | 2012-05-11 | 2012-05-11 | 智能控制的半导体激光器电源系统 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN103390855A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN109888610A (zh) * | 2019-02-18 | 2019-06-14 | 中国电子产品可靠性与环境试验研究所（（工业和信息化部电子第五研究所）（中国赛宝实验室）） | 多工位半导体激光器可靠性测试系统 |
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2012
- 2012-05-11 CN CN201210145678XA patent/CN103390855A/zh active Pending
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