半导体激光器LD工作的影响因素半导体激光器的核心是,一旦PN结被击穿或腔表面被部分破坏,就不会产生不平衡载流子和辐射复合,并且激光输出根据程度减小或无效损坏。
LD损坏的主要原因是腔表面污染和浪涌击穿。
腔体表面污染可以通过净化工作环境来解决,并且更多的损坏是由于浪涌击穿造成的。
浪涌可引起半导体激光器PN结损坏或击穿,其原因很多,包括:1电源开关瞬时电流; 2电网中的其他电力设备停止; 3闪电; 4强静电场。
在实际工作环境中诸如高压,静电和浪涌冲击等因素将导致LD损坏或缩短使用寿命。
因此,必须采取措施保护它。
传统的激光电源由纯硬件电路实现。
它采用模拟控制模式。
虽然它可以很好地驱动激光,但它无法实现精确控制。
它降低了许多工业应用的精度和自动化程度,也限制了激光器的应用。
使用单片微控制器来控制激光电源可以简化激光电源的硬件结构,有效地解决半导体激光器的精度,稳定性和可靠性问题。
随着大规模集成电路技术的快速发展,通过使用适合LD的芯片,可以大大提高电源的可靠性。
在稳压或稳压电流电源中,通常使用开关电源和线性电源。
由于开关电源的瞬态响应较差且纹波系数较大[2],因此需要具有高瞬态特性和温度要求的半导体激光器。
将线性电源用于驱动电源更为合理。
为了实现高电流稳定性,驱动电路大多采用负反馈控制方法。
原理图如图2所示。
在工作期间,通过电阻器电流采样反馈为驱动电流提供有源控制。
该方法是将采样电阻器RS与功率晶体管的源极串联连接以用于采样反馈。
在I / U旋转之后,将采样电压与设定电压作为反馈电压进行比较,然后通过调节功率晶体管的电阻来调节输出电流。
如果你做出调整。
整个闭环反馈系统处于动态平衡状态,以实现稳定的电流。
输出电流If和设定参考电压Vref之间的关系可以通过负反馈原理获得。
上述等式仅是近似表达式。
输出电流仍然随负载和输入电压略有变化,但由于前置放大器。
高倍率使输出电流变化很小,稳定性一般可达10-5。
实际上,线性稳压源和稳流源具有相同的结构原理,但输出模式不同,即负载加载方式不同。
例如,在图2中,如果负载也并联连接到采样电阻,图2是具有恒定输出电压Vref的稳压源。
类似地,基于该方法的调节源可以用作具有微调的恒流源。
目前,各种可调稳压集成芯片技术成熟,产品丰富,可以扩展该芯片的功能,以满足我们的设计要求。
考虑到实际应用,例如电源容量,输出电流幅度,特别是瞬态响应,我们选择了ONSEMI的低压差大电流集成可调稳压器芯片NCP5662,它具有比类似稳压器更快的瞬态响应。
建立时间为1-3us,可承受高达2A的电流值,具有内部电流限制和热保护功能等。
其功能框图如图3所示。
图3显示了其电压调节操作的情况。
根据上述原理,集成电路被扩展以将其设计为具有高稳定性的恒流源。
在几种扩展方法中,实验证明是合理的。
工作模式如图4所示。
首先,我们不考虑图中虚拟框中的电路。
电源打开时,电路开始工作。
当它进入稳定状态时,由于集成电路的内部反馈,R11两端的电压始终为0.9V。
因此,R7两端的电压开始。
保持它,因此流过R7的电流由下式确定:因此,改变R3,R11,R7可以灵活地调整输出电流的值。
根据图4中的组件的值,计算Is = 2A。
该恒定电流将通过激光二极管流到地面。
由于NCP5662内部的比较器具有高放大系数,因此电流稳定性非常好。
。
此外,从R11和NCP5662的GND端子流向负载的电流小于4 mA,与2A相比影响不大。
C8在图中的作用是改善电源的瞬态响应特性。