[發明專利]智能控制的半導體激光器電源系統

無效

• 申請號: 201210145678.X
• 申請日: 2012-05-11
• 公開（公告）號: CN103390855A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 林鋒
• 申請（專利權）人: 四川優的科技有限公司
• 主分類號: H01S5/042
• 分類號: H01S5/042
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 譚新民

技術領域

本發明涉及激光電路設計，具體是指智能控制的半導體激光器電源系統。

背景技術

半導體激光器的核心是PN結一旦被擊穿或諧振腔面部分遭到破壞，則無法產生非平衡載流子和輻射復合，視其破壞程度而表現為激光器輸出降低或失效。

造成LD損壞的原因主要為腔面污染和浪涌擊穿。腔面污染可通過凈化工作環境來解決，而更多的損壞緣于浪涌擊穿。浪涌會產生半導體激光器PN結損傷或擊穿，其產生原因是多方面的，包括：①電源開關瞬間電流;②電網中其它用電裝備起停機;③雷電;④強的靜電場等。實際工作環境下的高壓、靜電、浪涌沖擊等因素將造成LD的損壞或使用壽命縮短，因此必須采取措施加以防護。

傳統激光器電源是用純硬件電路實現的，采用模擬控制方式，雖然也能較好的驅動激光，但無法實現精確控制，在很多工業應用中降低了精度和自動化程度，也限制了激光的應用。使用單片機對激光電源進行控制，能簡化激光電源的硬件結構，有效地解決半導體激光器工作的準確、穩定和可靠性等問題。隨著大規模集成電路技術的迅速發展，采用適合LD的芯片可使電源可靠性得到極大提高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種智能控制的半導體激光器電源系統。

本發明的實現方案如下：智能控制的半導體激光器電源系統，主要由中央處理器、以及與中央處理器連接的LD驅動電路、精密檢測電路、電流監控電路、激光器驅動芯片構成。

所述LD驅動電路為恒流源電路，所述LD驅動電路包括恒流源驅動芯片HY6340。

所述中央處理器還連接有保護電路，所述保護電路包括過溫保護電路、過流保護電路、浪涌保護電路。

所述中央處理器還連接有參數設置鍵盤。

所述參數設置鍵盤包括CH451芯片。

所述中央處理器為C8051F020數字處理芯片。

本發明以數字集成電路為核心，設計能夠實現智能控制的半導體激光器電源。

本發明主要由以下部分構成。

供電電源：實現系統供電電壓(交流220V)與系統工作電壓之間的轉換。并采用濾波技術，使得半導體激光器工作的電壓紋波很小，保證半導體激光器的正常工作。

智能控制：主要由中央處理器來完成。LD驅動電路工作在恒流模式下，設定電流后，中央處理器根據傳感器采樣的電流信號值，經過一定的算法后將輸出電壓經過運放電路送到激光器驅動芯片的反饋引腳，進行自動調節以達到設定的電流輸出，實現激光器的智能化。

保護電路：半導體激光器驅動系統必須配備保護電路。保護電路將減小LD驅動電路實際運用中受到的外界影響，增強了系統的可靠性。這部分主要包括過溫保護電路、過流保護電路、浪涌保護電路。

選用Silicon公司的C8051F020數字處理芯片為數字處理單元。在參數設置鍵盤的掃描按鍵功能實現中使用了CH451芯片內置去抖功能和鍵盤中斷功能，可以節省單片機的內部運行時間，確保按鍵讀取的準確性。

開機后激光器預熱半小時，通過軟件設定方式調節激光器的工作電流至1.5A，激光器啟動系統運行，工作電流平穩上升達到1.5A，動態響應時間在1.5~2s之間。系統輸出電流為1.5A，連續工作4小時，每間隔10分鐘記錄1次電流，按照時間排列測試次序和相應的電流值。結果表明系統的控制電流穩定，誤差小。測試結束后關閉激光器，系統逐步減小輸出電壓信號，降低輸出功率至零后激光器停止工作。結果表明，采用數字控制方案的電源達到激光器的穩態精度要求。

本發明的優點在于：采用數字控制方案的電源達到激光器的穩態精度要求。

附圖說明

圖1為本發明整體結構示意圖。

具體實施方式

實施例一

如圖1所示。?

智能控制的半導體激光器電源系統，主要由中央處理器、以及與中央處理器連接的LD驅動電路、精密檢測電路、電流監控電路、激光器驅動芯片構成。

所述LD驅動電路為恒流源電路，所述LD驅動電路包括恒流源驅動芯片HY6340。

所述中央處理器還連接有保護電路，所述保護電路包括過溫保護電路、過流保護電路、浪涌保護電路。

所述中央處理器還連接有參數設置鍵盤。

所述參數設置鍵盤包括CH451芯片。

所述中央處理器為C8051F020數字處理芯片。

本發明以數字集成電路為核心，設計能夠實現智能控制的半導體激光器電源。

本發明主要由以下部分構成。