输出光功率连续可调的高可靠恒压模式半导体激光驱动器，涉及一种半导体激光驱动器，它解决了现有半导体激光器大功率时放大器发热严重，以及限流保护响应慢问题。它的电压采样电路用于采集激光二极管的电压，电流采样电路用于采集激光二极管的电流，恒流控制电流用于控制流经激光二极管的电流强度，电压采样电路的采样信号输出端与MCU控制器的采样信号输入端连接，电流采样电路的采样信号输出端与恒流控制电路的采样信号输入端连接，恒流控制电路的控制信号输入端与MCU控制器的恒流控制信号输出端连接；热敏电阻用于采集激光二极管的温度，TEC制冷器用于对激光二极管制冷。本发明专利技术适合作为输出光功率连续可调的高可靠恒压模式新型光源。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种半导体激光驱动器。
技术介绍
半导体激光器(Laser Diode简称LD)作为新型光源，与其它激光器相比具有无法比拟的特性。LD的输出特性不仅跟本身的材料、工艺有着紧密的联系，驱动装置的好坏也极大地影响其输出特性。因此在使用半导体激光器时，应选择性能良好的驱动装置，这对更好地发挥半导体激光器的性能有着极其重要的意义。目前，市面上有大量的通用型的半导体激光驱动器，仅需要提供其电源和信号即可工作。但是大多数的驱动器由纯硬件组成，且系统集成度低，抗干扰能力差，激光器保护功能不完善，导致半导体激光器输出精度不高且易损坏，制约了半导体激光器的应用。同时，还存在以下缺陷(1)大功率时放大器发热严重当半导体激光器需输出较大功率时，驱动电路中的功率放大器(晶体管)发热现象严重。功率放大器发热不但会引入热噪声，使输出光功率精度降低，长时间工作甚至会因热击穿而损坏晶体管。对于发热问题，通常采用更换更大功率晶体管元件和增大散热片面积予以解决。但大功率晶体管元件价格较贵，更换会增加产品成本，且可选品种较中低功率型要少，且配备大功率晶体管相应散热片将大大增加装置体积。(2)保护功能不足，尤其是限流保护响应太慢传统的中高档半导体激光驱动器通过A/D采样方式进行过流或限流保护，低档产品往往通过采样电阻两端电压降与预定电压值比较进行保护。由于激光器对电流要求较高，不允许过流，而软件及电阻采样等方法实现过流或限流保护，都是采样需等至电流已接近甚至超过额定电流后才通过比较，进行保护。这样由于延时较长，因此该方法易损坏激光器。对电网中产生的浪涌冲击及开关过程中的过流现象，也需有一定的保护措施。(3)恒压模式驱动的驱动器目前较少，且控制算法参数调节麻烦目前市场上的绝大多数半导体激光驱动器为恒功率及恒流驱动模式，而恒电压驱动模式驱动器稀少。这就对需用恒压驱动的半导体激光器的利用带来了麻烦。而且，现在半导体激光驱动器大多数只采用单一闭环方式控制，控制精度不高，且控制算法参数调试麻烦。特别是对于以硬件为主的电路进行PID参数调试时，非常麻烦，需通过不断更换电阻、 电容值实现。(4)驱动功率范围及精度、连续调节问题目前市场上的中低功率半导体激光驱动器输出功率精度不够高，一般在百分之几，而且激光发射功率调节点单一，很难实现发射功率连续可调。而且大多数驱动器的温控精度不高，温度不容易控制在激光器适合的工作条件下，且温度起伏不定，这样就容易减少激光器使用寿命
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有半导体激光器大功率时放大器发热严重，以及限流保护响应慢问题，从而提供一种输出光功率连续可调的高可靠恒压模式半导体激光驱动器。 输出光功率连续可调的高可靠恒压模式半导体激光驱动器，它包括MCU控制器、 电源电路、降压电路、反接保护电路、抗浪涌冲击电路、滤波电路、电压采样电路、电流采样电路、恒流控制电路、热敏电阻、采样电路、温度控制电路、TEC制冷器和激光二极管LD ；电源电路的电源信号输出端与降压电路的电源信号输入端连接，降压电路的电源信号输出端与反接保护电路的信号输入端连接，反接保护电路的信号输出端与抗浪涌冲击电路的信号输入端连接，抗浪涌冲击电路的信号输出端与滤波电路的信号输入端连接，滤波电路的信号输出端与激光二极管LD的电源信号输入端连接，电压采样电路用于采集激光二极管LD两端的端电压，电流采样电路用于采集激光二极管LD的工作电流，恒流控制电流用于控制流经激光二极管LD的电流强度，电压采样电路的采样信号输出端与MCU控制器的电压采样信号输入端连接，电流采样电路的采样信号输出端与恒流控制电路的采样信号输入端连接，恒流控制电路的控制信号输入端与MCU控制器的恒流控制信号输出端连接；热敏电阻用于采集激光二极管LD表面的温度，所述热敏电阻的温度信号输出端与采样电路的温度信号输入端连接，采样电路的温度信号输出端与MCU控制器的温度信号输入端连接；TEC制冷器用于对激光二极管LD表面进行制冷，所述TEC制冷器的温度控制信号输入端与温度控制电路的温度控制信号输出端连接；温度控制电路的温度信号输入端与热敏电阻的温度信号输出端连接。有益效果本专利技术采用小功率放大器实现大功率输出，降低热噪声，解决了大功率时放大器发热严重的问题；同时，本专利技术利用恒流电路提供基极电流方式，将最终的总输出电流保持在限定值以内，从而避免流过激光的电流过大，可高效保护，限流保护响应快。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是具体实施方式中的电路连接示意图；图3本专利技术的基于双闭环的恒压模式控制原理示意图；图4是具体实施方式四中的防浪涌冲击电路的电路连接示意图；图5是具体实施方式四中的Maxl968的功能示意图；图6是具体实施方式四中恒温系统的原理示意图；图7是本专利技术的软件工作流程示意图。具体实施例方式具体实施方式一、结合图1说明本具体实施方式，输出光功率连续可调的高可靠恒压模式半导体激光驱动器，它包括MCU控制器1、电源电路2、降压电路3、反接保护电路 4、抗浪涌冲击电路5、滤波电路6、电压采样电路7、电流采样电路8、恒流控制电路9、热敏电阻10、采样电路11、温度控制电路12、TEC制冷器13和激光二极管LD ；电源电路2的电源信号输出端与降压电路3的电源信号输入端连接，降压电路3 的电源信号输出端与反接保护电路4的信号输入端连接，反接保护电路4的信号输出端与抗浪涌冲击电路5的信号输入端连接，抗浪涌冲击电路5的信号输出端与滤波电路6的信号输入端连接，滤波电路6的信号输出端与激光二极管LD的电源信号输入端连接，电压采样电路7用于采集激光二极管LD两端的端电压，电流采样电路8用于采集激光二极管LD的工作电流，恒流控制电流9用于控制流经激光二极管LD的电流强度，电压采样电路7的采样信号输出端与MCU控制器1的电压采样信号输入端连接，电流采样电路8的采样信号输出端与恒流控制电路9的采样信号输入端连接，恒流控制电路9的控制信号输入端与MCU 控制器1的恒流控制信号输出端连接；热敏电阻10用于采集激光二极管LD表面的温度，所述热敏电阻10的温度信号输出端与采样电路11的温度信号输入端连接，采样电路11的温度信号输出端与MCU控制器 1的温度信号输入端连接；TEC制冷器13用于对激光二极管LD的表面进行制冷，所述TEC制冷器13的温度控制信号输入端与温度控制电路12的温度控制信号输出端连接；温度控制电路12的温度信号输入端与热敏电阻10的温度信号输出端连接。本实施方式主要解决的问题是(1)大功率时放大器发热严重问题传统的半导体激光器输出较大功率时，驱动电路中的功率放大器(晶体管)发热现象严重。这样不但会引入热噪声，使输出光功率精度降低，长时间工作甚至会因热击穿而损坏晶体管。本专利技术创造可不采用更换更大功率晶体管元件和增大散热片面积，仅利用几个低廉的小功率放大器就可实现大功率输出，降低热噪声。(2)限流保护响应太慢问题传统的半导体激光驱动器都通过软件或电阻采样等方法实现过流或限流保护，这样做采样需等至电流已接近甚至超过额定电流后才通过比较，进行保护。这样由于延时较长，因此该方法易损坏激光器。本专利技术创造利用恒流电路提供基极电流方式，只要恒流电路输出的电流设置合理，可使最终的总输出电流保持在限定值以内，本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．输出光功率连续可调的高可靠恒压模式半导体激光驱动器，其特征是：它包括ＭＣＵ控制器（１）、电源电路（２）、降压电路（３）、反接保护电路（４）、抗浪涌冲击电路（５）、滤波电路（６）、电压采样电路（７）、电流采样电路（８）、恒流控制电路（９）、热敏电阻（１０）、采样电路（１１）、温度控制电路（１２）、ＴＥＣ制冷器（１３）和激光二极管（ＬＤ）；电源电路（２）的电源信号输出端与降压电路（３）的电源信号输入端连接，降压电路（３）的电源信号输出端与反接保护电路（４）的信号输入端连接，反端连接；温度控制电路（１２）的温度信号输入端与热敏电阻（１０）的温度信号输出端连接。的温度信号输入端连接，采样电路（１１）的温度信号输出端与ＭＣＵ控制器（１）的温度信号输入端连接；ＴＥＣ制冷器（１３）用于对激光二极管（ＬＤ）的表面进行制冷，所述ＴＥＣ制冷器（１３）的温度控制信号输入端与温度控制电路（１２）的温度控制信号输出信号输出端与恒流控制电路（９）的采样信号输入端连接，恒流控制电路（９）的控制信号输入端与ＭＣＵ控制器（１）的恒流控制信号输出端连接；热敏电阻（１０）用于采集激光二极管（ＬＤ）表面的温度，所述热敏电阻（１０）的温度信号输出端与采样电路（１１）ＬＤ）两端的端电压，电流采样电路（８）用于采集激光二极管（ＬＤ）的工作电流，恒流控制电流（９）用于控制流经激光二极管（ＬＤ）的电流强度，电压采样电路（７）的采样信号输出端与ＭＣＵ控制器（１）的电压采样信号输入端连接，电流采样电路（８）的采样接保护电路（４）的信号输出端与抗浪涌冲击电路（５）的信号输入端连接，抗浪涌冲击电路（５）的信号输出端与滤波电路（６）的信号输入端连接，滤波电路（６）的信号输出端与激光二极管（ＬＤ）的电源信号输入端连接，电压采样电路（７）用于采集激光二极管（...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨春玲，翁凯雷，张传雨，张思文，张振东，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93
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