半導體激光器驅(qū)動穩(wěn)壓器的設計與實現(xiàn)
作者：上海穩(wěn)壓器廠 發(fā)布時間：2016-09-23
半導體激光二極管和普通二極管(LD)使用不同的過程,但電壓和電流特性基本相同。在工作點,小的電壓變化將導致在激光管電流的一個更大的變化。此外,電流紋波過大,激光器的輸出不穩(wěn)定。二極管激光器對其驅(qū)動穩(wěn)壓器要求很嚴格。半導體激光二極管的(LD)和普通二極管采用不同的技術,但電壓和電流特性基本相同。在工作點,小的電壓變化將導致在激光管電流的一個更大的變化。此外,電流紋波過大,激光器的輸出不穩(wěn)定。二極管激光器對其驅(qū)動穩(wěn)壓器有非常嚴格的要求,DC電流的輸出為高或電流的穩(wěn)定性和低紋波系數(shù)或高功率因數(shù)等。隨著激光輸出功率的增加,穩(wěn)壓器需要高性能和高電流驅(qū)動。為了保證半導體激光器的正常運行,有必要對驅(qū)動穩(wěn)壓器進行設計。用高頻或低阻抗MOSFET開關技術的發(fā)展,開關穩(wěn)壓器以MOSFET為核心,在輸出電流的開關穩(wěn)壓器紋波的問題是解決過度。由于大電流激光二極管是昂貴的,而且它容易受到過電壓、過電流的損壞,所以只有高功率和大電流的開關模塊不能滿足高功率二極管激光器的要求,也需要相應的保護電路。確保電壓或電流不過沖。因此,需要提出一套切實可行的技術措施,以滿足高功率二極管激光器的需求。1系統(tǒng)的輸入電壓為24 V,最大輸出電流為20 A,根據(jù)串聯(lián)的激光管的數(shù)量不同,輸出電壓是不同的。如果使用交流穩(wěn)壓器,前端應該使用交流/直流作為相應的變換。該設備的主要部分是一個同步的直流/直流轉(zhuǎn)換器,其原理圖如圖1所示。VIN輸入電壓VM1或MOSFET為VM1,VM2傳導的寬度決定輸出電壓幅值、快恢復二極管和VM2有限流電路,整流管的導通損耗占據(jù)最重要的部分,因此選擇在很低的通態(tài)電阻MOSFET的選擇測試的重要。電感或電容濾波電路。通過比較測得的電阻與給定值,脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖寬度,并保持穩(wěn)定的負載電流。將關閉,快恢復二極管的工作,對大型[工業(yè)電氣網(wǎng)絡狀態(tài)功耗快速恢復中國工業(yè)電器網(wǎng)],VM2然后打開繼續(xù)流動,降低了系統(tǒng)的損耗。2工作原理將關閉,電流通過VD繼續(xù)流,然后VN2。由于VM2的阻抗比二極管阻抗小得多,此外的繼續(xù)流過。VML和VN2觸發(fā)脈沖,如圖2所示。圖2 TD連續(xù)電流的二極管導通時間。二極管消耗的功率P = vtdi0。一般的快恢復二極管電壓0.4 V,當電流為20,二極管的功耗為0.8 W,如果MOSFET的使用,將功率消耗小得多。在這個實驗中,我們使用了60個MOSFET的半導體公司,其中有0.0022個等效電阻。當電流為20 A時,功耗約為0.088 W。由目前的紋波公式,可以知道,增加電感或降低噸,可以減少紋波。為了不增加電感的容量,實驗采用了200千赫的工作頻率,電感選擇了4.8小時,根據(jù)公式可以得到的激光管的電壓降為2 V紋波電流約為1000毫安。該系統(tǒng)采用了電流負反饋電路,以滿足激光二極管的要求。當負載變化時,電流略大于給定電流,減小了噸寬,降低了電壓。當電流略小于給定電流時,它增加了噸的寬度,它可以保持電流的穩(wěn)定性。圖3顯示了脈沖發(fā)生器的結(jié)構(gòu)。圖3,R1,R2的電阻的電壓測量,RC電阻的電流測量。調(diào)整R1設置最大輸出電壓。限制最大輸出電流。當最大電壓或電流是一個給定值時,脈沖寬度是最大。這將確保負載正常工作。仿真結(jié)果如圖4所示。圖5所示的實驗曲線,實驗結(jié)果為3,輸入12伏電壓的實驗數(shù)據(jù),約2 V的輸出電壓,測量0.0025電阻,最大輸出電流為20 A.實驗2 50二極管系列作為負載,12 V的輸入電壓,在表1所示的輸出不同的電流效率。
