欢迎来到天天文库
浏览记录
ID:10063335
大小:29.00 KB
页数:6页
时间:2018-05-23
《具有保护功能的压控激光电流源设计》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、具有保护功能的压控激光电流源设计摘要:采用模拟电路设计出一种最大输出可达10A的压控电流源,针对半导体激光器的工作特性增加了设定电流工作点功能,同时具有上电保护、慢启动、输出使能延时、输出限流等保护功能。给出了电流源输出的推导过程;使用单5V供电,具有体积小、高可靠性等特点。关键词:半导体激光器;压控电流源;系统保护;模拟电路中图分类号:TN710?34文献标识码:A文章编号:1004?373X(2015)02?0161?02DesignofvoltagecontrolledlasercurrentsourcewithprotectionWANGSheng?jun(TheAcade
2、myofEquipment,Beijing101416,China)Abstract:Aanalogcircuitisadoptedtodesignavoltagecontrolcurrentsource,whoseoutputisupto10A.AfunctionforDCoperatingpointsettingisaddedaccordingtooperatingcharacteristicsofsemiconductorlaser.Ithasthefunctionsofpoweronprotection,slowstart?up,outputenableddelay,out
3、putcurrentlimitation.Thederivation6processofcurrentsourceoutputisgiveninthispaper.Thesingle5Vpowersupplyisselectedinthisdesign,whichhasthecharacteristicsoflittlesizeandhighreliability.Keywords:semiconductorlaser;voltagecontrolledcurrentsource;systemprotection;analogcircuit近年来,激光技术广泛应用于工业生产、医疗卫
4、生、环境监测、军事航天和生活中。可靠、稳定的驱动电源是激光应用的重要前提。半导体激光器属于精密的器件,稍有不慎便可造成永久损坏或减少其使用寿命[1]。通过检索有很多有关于激光器驱动电源的设计,具有保护电路的设计比较少,不利于产品的长期使用[2?3]。因此采用电流负反馈技术,用模拟器件设计出一高稳定、低成本,同时具有上电保护、慢启动、输出使能延时、输出限流等保护功能的小体积驱动电路。1系统原理压控电流源的系统原理如图1所示,可调电阻R1可调节整个电路工作点,R8设置输出电流的上限,压控电流源电路由电流串联负反馈实现。系统采用单5V供电,通过模拟输入电压控制输出电流,实现0.1~106
5、A电流可调[4]。输出电流在取样电阻Rs上产生取样电压后经单运放A2放大后经电阻输入到A1的反相输入端,与同相端的两路输入叠加运算后控制达林顿管Q1。如整个系统处于平衡后,输入与输出的关系利用运放的特性进行如下推导如图1所示。<E:\王芳\现代电子技术201502\Image\27t1.tif>图1系统原理框图设采样电阻输出为Vs,R1设置电压为V1,模拟输入电压为V0,运放A2输出为Uo2,正端电压为采样电阻输出Vs,由电阻分压得出:[UA2-=Uo2R7R6+R7](1)推出:[Uo2=Vs1+R6R7](2)由运放的特性,得到:[V1-UA1+R2+Vo-UA1+
6、R3=0](3)[UA1+=UA1-](4)[UA1-=Uo2](5)[VS=ISRS](6)推出:[IS=V1R2+VoR3R2
7、
8、R3RS1+R6R7](7)式中[IS]为采样电阻的电流,即为驱动激光管的电流。6从式(7)中可以看出,电阻为常数,输出电流只与V0和V1有关,通过选定合适的电阻值设定电路参数。压控电流源使用单电源供电,调节V1有两个作用,可使驱动管Q1工作于线性区域,另一方面当有调制信号V0时,可以调整激光管的静态工作点,获得失真的调制电流。2系统保护在理想情况下,图1的压控电流源可正常工作,但激光管属于精密器件,一旦过流或反流,静电都会减少器件的使用寿命,甚至造
9、成器件永久损坏。因此必须进行合理、有效的电路保护,主要考虑有以下几方面:(1)上电保护。系统加电时会引起电压和电流的急剧变化,电路处于不稳定状态,有可能在产生大的脉冲电压或电流,使得末级驱动三极管导通,造成驱动管或激光器损坏。因此在运放的输入端和末级驱动三极管输入端加入延时电路,形成慢启动电路。电路如图2所示。上电时,电容为短路状态,MOS管栅极电压为正,电路导通,控制端电压为0V,电容充电完成后,栅极电压为0V,MOS管截止,完成保护功能。通过选择R和C的参数设定不
此文档下载收益归作者所有