CN109066289A - 一种基于半导体激光器的高亮度闪光灯电源 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于半导体激光器的高亮度闪光灯电源，包括：电源系统以单片机作为控制核心，包括电源电路、按键控制电路、AD采样电路、DA线性压控电路、显示电路、恒流源输出部分；电源电路由升压电路和稳压电路两部分组成。系统由3～3.6V的直流电源输入，通过升压电路升压，由稳压电路输出稳定的恒压源，供单片机和各电路使用；按键控制电路通过按键输入来设定相应的输出模式和峰值电流的档位，并由液晶显示器显示输出的状态及操作信息；当输出电压超过规定值时，系统通过声光报警电路报警。

Description

一种基于半导体激光器的高亮度闪光灯电源
技术领域
本发明涉及一种基于半导体激光器的高亮度闪光灯电源。
背景技术
半导体激光器由于具有亮度高的特点，已开始应用于闪光灯领域，并拥有更广泛的应用前景。应用半导体激光器的关键技术之一是提供与其特性相适应的电源或驱动电路，设计一种简单便携的半导体激光器电源至关重要。由半导体激光器的光学特性可知，微小的正向电压变化会引起很大的正向电流变化，过大的电流很容易导致半导体激光器温度升高而损坏。因此，半导体激光器电源需采用恒流驱动。本发明设计一个半导体激光器闪光灯电源，采用低压直流输入，通过脉宽调制(PWM)调整采样电阻两端电压来控制电流，实现恒流输出。
发明内容
一种基于半导体激光器的高亮度闪光灯电源，包括：
电源系统以单片机作为控制核心，包括电源电路、按键控制电路、AD采样电路、DA线性压控电路、显示电路、恒流源输出部分；电源电路由升压电路和稳压电路两部分组成。系统由3～3.6V的直流电源输入，通过升压电路升压，由稳压电路输出稳定的恒压源，供单片机和各电路使用；按键控制电路通过按键输入来设定相应的输出模式和峰值电流的档位，并由液晶显示器显示输出的状态及操作信息；当输出电压超过规定值时，系统通过声光报警电路报警。
其中，电源电路包括升压和稳压电路两部分；该电路采用升压型直流电源变换芯片；单片机和运放电路的供电电源并不直接提供，而通过升压电路转换后提供；本系统运放电路所需电压为18V；单片机系统需要的5V电源，可通过升压电路升压，采用稳压电路将电压稳定在5V后为单片机供电。
DA线性压控恒流输出模块主要由运放电路和N沟道高压驱动电路两部分组成；运放电路是双路双通道通用运放电路，其中一路接成同相比例放大器，另一路接成减法电路。
附图说明
图1为本发明提供的基于半导体激光器的高亮度闪光灯电源的流程框图。
图2为本发明提供的基于半导体激光器的高亮度闪光灯电源LM358运放电路的减法电路。
具体实施方式
1系统总体设计方案
系统以单片机作为控制核心，包括电源电路、按键控制电路、AD采样电路、 DA线性压控电路、显示电路、恒流源输出部分等。硬件系统的总体结构如图 1所示。电源电路由升压电路和稳压电路两部分组成。系统由3～3.6V的直流电源输入，通过升压电路升压，由稳压电路输出稳定的恒压源，供单片机和各电路使用。按键控制电路通过按键输入来设定相应的输出模式和峰值电流的档位，并由液晶显示器显示输出的状态及操作信息。当输出电压超过规定值时，系统通过声光报警电路报警。
1.1单片机控制模块
单片机控制模块主要包括单片机、显示电路、声光报警电路三部分。选用的S TC公司新一代可编程、单时钟/机器周期的8051内核单片机，具有低功耗、低价、高速、高可靠性、强抗干扰能力、自带8通道10位AD转换功能和6通道独立高精度PWM等特点。显示电路采用LCD1602液晶显示屏。
当电压输出值高于设定值时，系统通过声光报警电路报警提示。
1.2电源模块
本系统电源模块包括升压和稳压电路两部分。该电路采用XL6009升压型直流电源变换芯片。为提高稳流电源的转换效率，系统中单片机和运放电路的供电电源并不直接提供，而通过升压电路转换后提供。本系统运放电路所需电压约为18V。单片机系统需要的5V电源，可通过升压电路升压，采用LM 317稳压电路将电压稳定在5V后为单片机供电。LM317是输出电压可变的三端稳压集成电路。
1.3DA线性压控恒流源输出模块
DA线性压控恒流输出模块主要由LM358运放电路和N沟道高压驱动电路两部分组成。LM358是双路双通道通用运放电路，其中一路接成同相比例放大器，另一路接成减法电路(见图2)。单片机引脚P25输出脉宽调制信号，该信号经过LM358的同相比例放大电路放大后由引脚1输出，这里记为Vin3。设置同相比例放大电路R40.15＝30kΩ，R40.1 6＝10kΩ，则电压放大倍数为4倍(1+R40.15/R40.16＝ 4)。将放大电路输出的电压Vin3输入LM358的减法电路。减法电路的输出为VP。
由LM358减法电路(也称减法器)可知，输出电压VP大于等于基准电压与输入电压之差，即VP≥15－Vin3。
单片机P25口输出的PWM控制信号经同相比例放大电路和减法电路，以输出电压VP对大功率MOS管75NF75进行高压驱动。
1.4采样模块
为实现采样电阻的恒流输出，需要实时检测输出电流进行电流负反馈。系统采样电压值通过闭环控制系统可调，所以通过改变单片机输出的PWM信号来改变采样负载上的电压，计算电流输出，可最终实现不同负载、不同电流档位的恒流输出。
本系统采用单片机控制，低电压直流电源经过升压电路、电压线性控制恒流输出电路、AD采样电路等进行恒流输出。系统多次采用芯片LM358实现不同电路功能，通过按键切换，准确输出了所需电流。经测试，该系统性能较稳定，误差较小，能够实现对高亮度半导体激光器的驱动。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于半导体激光器的高亮度闪光灯电源，包括：电源系统以单片机作为控制核心，包括电源电路、按键控制电路、AD采样电路、DA线性压控电路、显示电路、恒流源输出部分；电源电路由升压电路和稳压电路两部分组成。系统由3～3.6V的直流电源输入，通过升压电路升压，由稳压电路输出稳定的恒压源，供单片机和各电路使用；按键控制电路通过按键输入来设定相应的输出模式和峰值电流的档位，并由液晶显示器显示输出的状态及操作信息；当输出电压超过规定值时，系统通过声光报警电路报警。
2.根据权利要求1所述的基于半导体激光器的高亮度闪光灯电源，其中，电源电路包括升压和稳压电路两部分；该电路采用升压型直流电源变换芯片；单片机和运放电路的供电电源并不直接提供，而通过升压电路转换后提供；本系统运放电路所需电压为18V；单片机系统需要的5V电源，可通过升压电路升压，采用稳压电路将电压稳定在5V后为单片机供电。
3.根据权利要求1至2任意一项所述的基于半导体激光器的高亮度闪光灯电源，DA线性压控恒流输出模块主要由运放电路和N沟道高压驱动电路两部分组成；运放电路是双路双通道通用运放电路，其中一路接成同相比例放大器，另一路接成减法电路。
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CN208489795U (zh) * 2018-06-06 2019-02-12 广州市明美光电技术有限公司 一种可调恒流源适配器及显微镜

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