CN106785892A - 激光器的驱动方法、驱动电路及在泵浦激光器中的应用 - Google Patents
激光器的驱动方法、驱动电路及在泵浦激光器中的应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106785892A CN106785892A CN201611170799.4A CN201611170799A CN106785892A CN 106785892 A CN106785892 A CN 106785892A CN 201611170799 A CN201611170799 A CN 201611170799A CN 106785892 A CN106785892 A CN 106785892A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- laser
- pwm converter
- amplifying circuit
- error amplifying
- chip
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 25
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 19
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 19
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
- H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
本发明提供了一种激光器的驱动方法，其使用单片机控制PWM转换器实现激光器工作电流的调整，调整简单方便，控制效率高，灵活度大大提高，通过采样电阻采集激光器的工作电流变化，采集到的电流信号的变化转换为电压信号的变化，电压信号经误差放大电路放大后输送给单片机，单片机根据所述误差放大电路输入的电压信号输出数字控制信号给误差放大电路，误差放大电路调整输出电压输送给PWM转换器，PWM转换器调整输出占空比来调整激光器的工作电流，同时本发明提供了激光器的驱动电路以及在泵浦激光器中的应用。
Description
技术领域
本发明属于激光器驱动的技术领域，具体为激光器的驱动方法、驱动电路以及在泵浦激光器中的应用。
背景技术
现有技术中，泵浦激光器的驱动电路主要为线性驱动方式。如公告号为CN203338172U的中国发明专利中公开了一种半导体激光器恒流驱动系统，其中记载了采用控制的是NMOS晶体管Q1这样的线性的调压方式，此方式效率低且发热量大，导致无法适应日益严格的能耗标准和小体积场合的应用，其还使用了传统调整方式，通过可变电阻来手动调整半导体激光器驱动电流的大小，生产效率较低，可变电阻在使用过程中老化引起电流不稳定，激光器使用老化导致输出功率变化，导致产品性能变差。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种激光器的驱动方法，其使用单片机控制PWM转换器实现激光器工作电流的调整，调整简单方便，控制效率高，灵活度大大提高，同时硬件故障率低、弥补不同功率泵浦激光器内阻差异，能够实现光放大器宽范围输出、精细调节，克服激光器老化、漂移造成的功率下降问题，增加产品稳定性，同时本发明提供了激光器的驱动电路以及在泵浦激光器中的应用。
其技术方案是这样的：一种激光器的驱动方法，其特征在于：通过采样电阻采集激光器的工作电流变化，将采集到的电流信号的变化转换为电压信号的变化，电压信号经误差放大电路放大后输送给单片机，单片机根据所述误差放大电路输入的电压信号输出数字控制信号给误差放大电路，误差放大电路调整输出电压输送给PWM转换器，PWM转换器调整输出占空比来调整激光器的工作电流。
一种激光器的驱动电路，包括激光器，其特征在于，还包括： 采样电阻，所述采样电阻连接所述激光器，用于采集所述激光器的工作电流变化，将所述采样电阻的电流信号的变化转换为电压信号的变化； 误差放大电路，所述误差放大电路与所述采样电阻相连接，用于放大电压信号； 单片机，所述单片机连接所述误差放大电路，所述单片机通过对所述误差放大电路输入的电压信号进行监控来实现对所述激光器工作电流的监控； PWM转换器，所述PWM转换器连接所述激光器；
所述误差放大电路还与所述PWM转换器相连接，所述单片机根据所述误差放大电路输入的电压信号输出数字控制信号来调整所述误差放大电路的输出电压，所述误差放大电路的输出电压输入所述PWM转换器，所述PWM转换器根据所述误差放大电路输入的电压反馈调整输出占空比，通过所述PWM转换器的输出占空比的变化来实现所述激光器的工作电流的调整。
进一步的，所述误差放大电路包括差分放大电器U3A、同相放大器U3B，所述激光器“-”端经所述采样电阻R9接地分压后从所述同相放大器U3B的正向输入端输入，所述同相放大器U3B的输出端经电阻R7后连接所述同相放大器U3B的负向输入端经电阻R8后接地，所述同相放大器U3B的输出端分别连接所述单片机的AD端、连接滤波电容C3后接地、连接电阻R5后连接所述差分放大电器U3A的正向输入端、连接电阻R5、电阻R6后接地，所述差分放大电器U3A的负向输入端连接电阻R4后连接单片机DA端，所述差分放大电器U3A的负向输入端连接电阻R3后连接所述差分放大电器U3A的输出端。
进一步的，所述PWM转换器包括PWM转换器芯片U1，所述PWM转换器芯片U1的IN端口连接电源VCC，所述PWM转换器芯片U1的IN端口还与电容C1连接后接地，所述PWM转换器芯片U1的GND端口接地，所述PWM转换器芯片U1的SW端口连接电感L1后连接所述激光器“+”端，所述PWM转换器芯片U1的SW端口连接电感L1还连接电容C2后接地，所述PWM转换器芯片U1的SW端口连接电感L1后连接电阻R1再连接到所述PWM转换器芯片U1的FB端口，所述PWM转换器芯片U1的FB端口连接电阻R2后连接所述差分放大电器U3A的输出端。
采用上述的激光器的驱动电路来驱动泵浦激光器。
本发明的激光器的驱动电路，其使用单片机控制，灵活度大大提高，利用高精度数控技术监控泵浦激光器的工作电流，并跟随输出波动自动调节电流，通过电流反馈的PID控制实现恒流工作，由于泵浦激光器的工作电流的变化在采样电阻上产生电压的微小变化，再经过差分放大电路放大后送至单片机的AD端口，进行电流采样，进而相应的设置DA端口输出数字控制信号控制误差放大电路；误差放大电路调整输出电压来控制PWM转换器的电压反馈、控制PWM转换器的输出占空比来调整泵浦激光器的工作电流，整个电路构成闭合的电流控制环路，且具有较高的环路增益，控制反应迅速，控制效率高，适用不同内阻的泵浦激光器，而且单片机方便设置最高电流上限，从而保证泵浦激光器安全可靠的工作；同时本发明的激光器的驱动电路中的PWM转换器芯片为成熟产品，转换效率高，市场保有量大且价格便宜，供货周期短，其硬件成本低，应用在泵浦激光器中后，使得泵浦激光器产品的市场竞争力好，此外本发明的激光器的驱动电路不受PWM转换器芯片和单片机具体型号的限制，具有驱动电路中提及的端口的PWM转换器芯片和单片机均能应用，泛用性好。
本发明的激光器的驱动方法，通过单片机控制PWM转换器的输出占空比，来保证泵浦激光器工作电流的稳定性，改善驱动电路的灵活性，通过采用PWM转换器和单片机，操作使用灵活度大大提高，解决了传统线性驱动方式功耗高发热量大，可调电位器手动调整，生产效率较低的缺点。
附图说明
图1为本发明的泵浦激光器的驱动电路构成系统框图；
图2为本发明的泵浦激光器的驱动电路的具体电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普调技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的一种激光器的驱动方法，用于驱动泵浦激光器，通过采样电阻采集泵浦激光器的工作电流变化，采集到的电流信号的变化转换为电压信号的变化，电压信号经误差放大电路放大后输送给单片机，单片机根据误差放大电路输入的电压信号输出数字控制信号给误差放大电路，误差放大电路调整输出电压输送给PWM转换器，PWM转换器调整输出占空比来调整泵浦激光器的工作电流。
见图1，图2，本发明的一种泵浦激光器的驱动电路，包括泵浦激光器，还包括：采样电阻，采样电阻连接泵浦激光器，用于采集泵浦激光器的工作电流变化，将采样电阻的电流信号的变化转换为电压信号的变化；误差放大电路，误差放大电路与采样电阻相连接，用于放大电压信号；单片机，单片机连接误差放大电路，单片机通过对误差放大电路输入的电压信号进行监控来实现对泵浦激光器工作电流的监控；PWM转换器，PWM转换器连接泵浦激光器；误差放大电路还与PWM转换器相连接，单片机根据误差放大电路输入的电压信号输出数字控制信号来调整误差放大电路的输出电压，误差放大电路的输出电压输入PWM转换器，PWM转换器根据误差放大电路输入的电压反馈调整输出占空比，通过PWM转换器的输出占空比的变化来实现泵浦激光器的工作电流的调整。
见图2，误差放大电路包括差分放大电器U3A、同相放大器U3B，泵浦激光器“-”端经采样电阻R9接地分压后从同相放大器U3B的正向输入端输入，同相放大器U3B的输出端经电阻R7后连接同相放大器U3B的负向输入端经电阻R8后接地，同相放大器U3B的输出端分别连接单片机的AD端、连接滤波电容C3后接地、连接电阻R5后连接差分放大电器U3A的正向输入端、连接电阻R5、电阻R6后接地，差分放大电器U3A的负向输入端连接电阻R4后连接单片机DA端，差分放大电器U3A的负向输入端连接电阻R3后连接差分放大电器U3A的输出端；
PWM转换器包括PWM转换器芯片U1，PWM转换器芯片U1的IN端口连接电源VCC，PWM转换器芯片U1的IN端口还与电容C1连接后接地，PWM转换器芯片U1的GND端口接地，PWM转换器芯片U1的SW端口连接电感L1后连接泵浦激光器“+”端，PWM转换器芯片U1的SW端口连接电感L1还连接电容C2后接地，PWM转换器芯片U1的SW端口连接电感L1后连接电阻R1再连接到PWM转换器芯片U1的FB端口，PWM转换器芯片U1的FB端口连接电阻R2后连接差分放大电器U3A的输出端。
本发明的激光器的驱动方法，通过单片机控制PWM转换器的输出占空比，来保证泵浦激光器工作电流的稳定性，改善驱动电路的灵活性，通过采用PWM转换器和单片机，操作使用灵活度大大提高，解决了传统线性驱动方式功耗高发热量大，可调电位器手动调整，生产效率较低的缺点。
本发明的泵浦激光器的驱动电路，其使用单片机控制，灵活度大大提高，利用高精度数控技术监控泵浦激光器的工作电流，并跟随输出波动自动调节电流，通过电流反馈的PID控制实现恒流工作，由于泵浦激光器的工作电流的变化在采样电阻上产生电压的微小变化，再经过差分放大电路放大后送至单片机的AD端口，进行电流采样，进而相应的设置DA端口输出数字控制信号控制误差放大电路；误差放大电路调整输出电压来控制PWM转换器的电压反馈、控制PWM转换器的输出占空比来调整泵浦激光器的工作电流，整个电路构成闭合的电流控制环路，且具有较高的环路增益，控制反应迅速，控制效率高，适用不同内阻的泵浦激光器，而且单片机方便设置最高电流上限，从而保证泵浦激光器安全可靠的工作；同时本发明的激光器的驱动电路中的PWM转换器芯片为成熟产品，转换效率高，市场保有量大且价格便宜，供货周期短，其硬件成本低，应用在泵浦激光器中后，使得泵浦激光器产品的市场竞争力好，此外本发明的激光器的驱动电路不受PWM转换器芯片和单片机具体型号的限制，具有驱动电路中提及的端口的PWM转换器芯片和单片机均能应用，泛用性好。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种激光器的驱动方法，其特征在于：通过采样电阻采集激光器的工作电流变化，将采集到的电流信号的变化转换为电压信号的变化，电压信号经误差放大电路放大后输送给单片机，单片机根据所述误差放大电路输入的电压信号输出数字控制信号给误差放大电路，误差放大电路调整输出电压输送给PWM转换器，PWM转换器调整输出占空比来调整激光器的工作电流。
2.一种激光器的驱动电路，包括激光器，其特征在于，还包括： 采样电阻，所述采样电阻连接所述激光器，用于采集所述激光器的工作电流变化，将所述采样电阻的电流信号的变化转换为电压信号的变化； 误差放大电路，所述误差放大电路与所述采样电阻相连接，用于放大电压信号； 单片机，所述单片机连接所述误差放大电路，所述单片机通过对所述误差放大电路输入的电压信号进行监控来实现对所述激光器工作电流的监控； PWM转换器，所述PWM转换器连接所述激光器；
所述误差放大电路还与所述PWM转换器相连接，所述单片机根据所述误差放大电路输入的电压信号输出数字控制信号来调整所述误差放大电路的输出电压，所述误差放大电路的输出电压输入所述PWM转换器，所述PWM转换器根据所述误差放大电路输入的电压反馈调整输出占空比，通过所述PWM转换器的输出占空比的变化来实现所述激光器的工作电流的调整。
3.根据权利要求2所述的一种激光器的驱动电路，其特征在于：所述误差放大电路包括差分放大电器U3A、同相放大器U3B，所述激光器“-”端经所述采样电阻R9接地分压后从所述同相放大器U3B的正向输入端输入，所述同相放大器U3B的输出端经电阻R7后连接所述同相放大器U3B的负向输入端经电阻R8后接地，所述同相放大器U3B的输出端分别连接所述单片机的AD端、连接滤波电容C3后接地、连接电阻R5后连接所述差分放大电器U3A的正向输入端、连接电阻R5、电阻R6后接地，所述差分放大电器U3A的负向输入端连接电阻R4后连接单片机DA端，所述差分放大电器U3A的负向输入端连接电阻R3后连接所述差分放大电器U3A的输出端。
4.根据权利要求3所述的一种激光器的驱动电路，其特征在于：所述PWM转换器包括PWM转换器芯片U1，所述PWM转换器芯片U1的IN端口连接电源VCC，所述PWM转换器芯片U1的IN端口还与电容C1连接后接地，所述PWM转换器芯片U1的GND端口接地，所述PWM转换器芯片U1的SW端口连接电感L1后连接所述激光器“+”端，所述PWM转换器芯片U1的SW端口连接电感L1还连接电容C2后接地，所述PWM转换器芯片U1的SW端口连接电感L1后连接电阻R1再连接到所述PWM转换器芯片U1的FB端口，所述PWM转换器芯片U1的FB端口连接电阻R2后连接所述差分放大电器U3A的输出端。
5.采用权利要求4所述的一种激光器的驱动电路来驱动泵浦激光器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611170799.4A CN106785892A (zh) | 2016-12-16 | 2016-12-16 | 激光器的驱动方法、驱动电路及在泵浦激光器中的应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611170799.4A CN106785892A (zh) | 2016-12-16 | 2016-12-16 | 激光器的驱动方法、驱动电路及在泵浦激光器中的应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106785892A true CN106785892A (zh) | 2017-05-31 |
Family
ID=58892418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201611170799.4A Pending CN106785892A (zh) | 2016-12-16 | 2016-12-16 | 激光器的驱动方法、驱动电路及在泵浦激光器中的应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106785892A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107968683A (zh) * | 2017-12-05 | 2018-04-27 | 无锡路通视信网络股份有限公司 | 一种激光器光发射功率的控制电路及控制方法 |
| CN110401102A (zh) * | 2019-06-12 | 2019-11-01 | 武汉芸禾光电技术有限公司 | 一种五波长大功率半导体激光治疗仪系统 |
| CN110967993A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-04-07 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 一种闭环激光信号驱动系统 |
| CN114243440A (zh) * | 2021-12-09 | 2022-03-25 | 武汉光迅电子技术有限公司 | 一种edfa泵浦激光器控制方法及装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1694321A (zh) * | 2005-06-09 | 2005-11-09 | 上海大学 | 泵浦激光器自动功率及温度控制装置 |
| CN102946049A (zh) * | 2012-11-15 | 2013-02-27 | 电子科技大学 | 一种量子级联激光器驱动及温度控制电路 |
| CN206432556U (zh) * | 2016-12-16 | 2017-08-22 | 无锡路通视信网络股份有限公司 | 一种激光器的驱动电路 |
-
2016
- 2016-12-16 CN CN201611170799.4A patent/CN106785892A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1694321A (zh) * | 2005-06-09 | 2005-11-09 | 上海大学 | 泵浦激光器自动功率及温度控制装置 |
| CN102946049A (zh) * | 2012-11-15 | 2013-02-27 | 电子科技大学 | 一种量子级联激光器驱动及温度控制电路 |
| CN206432556U (zh) * | 2016-12-16 | 2017-08-22 | 无锡路通视信网络股份有限公司 | 一种激光器的驱动电路 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107968683A (zh) * | 2017-12-05 | 2018-04-27 | 无锡路通视信网络股份有限公司 | 一种激光器光发射功率的控制电路及控制方法 |
| CN107968683B (zh) * | 2017-12-05 | 2023-07-28 | 无锡路通视信网络股份有限公司 | 一种激光器光发射功率的控制电路及控制方法 |
| CN110401102A (zh) * | 2019-06-12 | 2019-11-01 | 武汉芸禾光电技术有限公司 | 一种五波长大功率半导体激光治疗仪系统 |
| CN110967993A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-04-07 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 一种闭环激光信号驱动系统 |
| CN114243440A (zh) * | 2021-12-09 | 2022-03-25 | 武汉光迅电子技术有限公司 | 一种edfa泵浦激光器控制方法及装置 |
| CN114243440B (zh) * | 2021-12-09 | 2024-01-12 | 武汉光迅电子技术有限公司 | 一种edfa泵浦激光器控制方法及装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106785892A (zh) | 激光器的驱动方法、驱动电路及在泵浦激光器中的应用 | |
| CN106385734B (zh) | 一种电压采样电路 | |
| CN203618179U (zh) | 稳压可调光led驱动电源电路 | |
| CN103533707B (zh) | 稳压可调光led驱动电源电路 | |
| CN206432556U (zh) | 一种激光器的驱动电路 | |
| CN106100378A (zh) | 一种宽范围输入、多路隔离输出的反激式电源 | |
| CN110061722A (zh) | 一种由mos型器件变频驱动的负载功率调整电路 | |
| CN102624344A (zh) | 一种功率放大装置 | |
| CN102548095A (zh) | 一种灯具及其驱动电路 | |
| CN108762158A (zh) | 基于msp430单片机设计的高效数控直流电源及其测试方法 | |
| CN102404921B (zh) | 输出电流可调的智能恒流供电装置 | |
| CN104010407B (zh) | 非隔离式开关电源以及照明灯具 | |
| CN109578253A (zh) | 多级高频压电泵及其控制系统 | |
| CN103702490A (zh) | 自适应基准恒流源led驱动装置及方法 | |
| CN202183897U (zh) | 一种led可控硅电源及恒流控制电路 | |
| CN204835969U (zh) | 一种阻容降压中的继电器控制电路 | |
| CN103731049B (zh) | 电流过零点检测电路和方法，驱动电路和方法，开关电源 | |
| CN105373157B (zh) | 一种基于pwm的tec驱动电路及提高其驱动能力的方法 | |
| CN205324944U (zh) | 基于stm32f103的多功能数字逆变电焊机控制板 | |
| CN209544817U (zh) | 一种压电陶瓷驱动电路 | |
| CN108233683B (zh) | 一种单相交流信号功率放大控制系统 | |
| CN104793684A (zh) | 一种抗浪涌、增益可调、带信号隔离的信号处理电路 | |
| CN104918380A (zh) | 激发式大电流升压双滤波型led恒定开关稳压电源 | |
| CN206042440U (zh) | 一种纹波消除电路及应用其的led电路 | |
| CN203596743U (zh) | 电源控制电路及装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170531 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |