[實用新型]智能控制的半導(dǎo)體激光器電源系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220211403.7
• 申請日: 2012-05-11
• 公開（公告）號: CN202564782U
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 四川優(yōu)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(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 譚新民

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及激光電路設(shè)計，具體是指智能控制的半導(dǎo)體激光器電源系統(tǒng)。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體激光器的核心是PN結(jié)一旦被擊穿或諧振腔面部分遭到破壞，則無法產(chǎn)生非平衡載流子和輻射復(fù)合，視其破壞程度而表現(xiàn)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(huán)境來解決，而更多的損壞緣于浪涌擊穿。浪涌會產(chǎn)生半導(dǎo)體激光器PN結(jié)損傷或擊穿，其產(chǎn)生原因是多方面的，包括：①電源開關(guān)瞬間電流;②電網(wǎng)中其它用電裝備起停機(jī);③雷電;④強(qiáng)的靜電場等。實際工作環(huán)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(hù)。

傳統(tǒng)激光器電源是用純硬件電路實現(xiàn)的，采用模擬控制方式，雖然也能較好的驅(qū)動激光，但無法實現(xiàn)精確控制，在很多工業(yè)應(yīng)用中降低了精度和自動化程度，也限制了激光的應(yīng)用。使用單片機(jī)對激光電源進(jìn)行控制，能簡化激光電源的硬件結(jié)構(gòu)，有效地解決半導(dǎo)體激光器工作的準(zhǔn)確、穩(wěn)定和可靠性等問題。隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，采用適合LD的芯片可使電源可靠性得到極大提高。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種智能控制的半導(dǎo)體激光器電源系統(tǒng)。

本實用新型的實現(xiàn)方案如下：智能控制的半導(dǎo)體激光器電源系統(tǒng)，主要由中央處理器、以及與中央處理器連接的LD驅(qū)動電路、精密檢測電路、電流監(jiān)控電路、激光器驅(qū)動芯片構(gòu)成。

所述LD驅(qū)動電路為恒流源電路，所述LD驅(qū)動電路包括恒流源驅(qū)動芯片HY6340。

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

所述中央處理器還連接有參數(shù)設(shè)置鍵盤。

所述參數(shù)設(shè)置鍵盤包括CH451芯片。

所述中央處理器為C8051F020數(shù)字處理芯片。

本實用新型以數(shù)字集成電路為核心，設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)智能控制的半導(dǎo)體激光器電源。

本實用新型主要由以下部分構(gòu)成。

供電電源：實現(xiàn)系統(tǒng)供電電壓(交流220V)與系統(tǒng)工作電壓之間的轉(zhuǎn)換。并采用濾波技術(shù)，使得半導(dǎo)體激光器工作的電壓紋波很小，保證半導(dǎo)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(qū)動電路工作在恒流模式下，設(shè)定電流后，中央處理器根據(jù)傳感器采樣的電流信號值，經(jīng)過一定的算法后將輸出電壓經(jīng)過運(yùn)放電路送到激光器驅(qū)動芯片的反饋引腳，進(jìn)行自動調(diào)節(jié)以達(dá)到設(shè)定的電流輸出，實現(xiàn)激光器的智能化。

保護(hù)電路：半導(dǎo)體激光器驅(qū)動系統(tǒng)必須配備保護(hù)電路。保護(hù)電路將減小LD驅(qū)動電路實際運(yùn)用中受到的外界影響，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。這部分主要包括過溫保護(hù)電路、過流保護(hù)電路、浪涌保護(hù)電路。

選用Silicon公司的C8051F020數(shù)字處理芯片為數(shù)字處理單元。在參數(shù)設(shè)置鍵盤的掃描按鍵功能實現(xiàn)中使用了CH451芯片內(nèi)置去抖功能和鍵盤中斷功能，可以節(jié)省單片機(jī)的內(nèi)部運(yùn)行時間，確保按鍵讀取的準(zhǔn)確性。

開機(jī)后激光器預(yù)熱半小時，通過軟件設(shè)定方式調(diào)節(jié)激光器的工作電流至1.5A，激光器啟動系統(tǒng)運(yùn)行，工作電流平穩(wěn)上升達(dá)到1.5A，動態(tài)響應(yīng)時間在1.5~2s之間。系統(tǒng)輸出電流為1.5A，連續(xù)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(yīng)的電流值。結(jié)果表明系統(tǒng)的控制電流穩(wěn)定，誤差小。測試結(jié)束后關(guān)閉激光器，系統(tǒng)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(jié)果表明，采用數(shù)字控制方案的電源達(dá)到激光器的穩(wěn)態(tài)精度要求。

本實用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：采用數(shù)字控制方案的電源達(dá)到激光器的穩(wěn)態(tài)精度要求。

附圖說明

圖1為本實用新型整體結(jié)構(gòu)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(dǎo)體激光器電源系統(tǒng)，主要由中央處理器、以及與中央處理器連接的LD驅(qū)動電路、精密檢測電路、電流監(jiān)控電路、激光器驅(qū)動芯片構(gòu)成。

所述LD驅(qū)動電路為恒流源電路，所述LD驅(qū)動電路包括恒流源驅(qū)動芯片HY6340。

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

所述中央處理器還連接有參數(shù)設(shè)置鍵盤。

所述參數(shù)設(shè)置鍵盤包括CH451芯片。

所述中央處理器為C8051F020數(shù)字處理芯片。

本實用新型以數(shù)字集成電路為核心，設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)智能控制的半導(dǎo)體激光器電源。

本實用新型主要由以下部分構(gòu)成。