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高精度半导体激光器驱动电源系统的设计
来源:本站整理  作者:佚名  2009-06-17 16:38:49



式中:G,bn-1,…,b0为适当选择的常数。图4低通滤波器要满足式(4)必须具备以下条件,

由归一化方法可得,将截止频率fc(Hz)和电容C21都归一化,所以电阻系数为K=100/fcC',C'是以μF为单位的C21值,要使增益G=2时。由文献[6]中表2-54可知,K=1时所对应电阻R6~R10电容C22~C23(μF)的系数分别为2.491,2.339,0.692,11.043,11.043,C21,C21。选择fc=1 000,C'=O.01时,图4中R6~R10,C21~C23分别为24.49l,23.39,6.92,110.43,110.43,O.01,O.01,O.01。经EWB仿真软件仿真可知该三阶滤波电路得到很好的滤波性能,ButterWorth滤波在通带内没有纹波,这使得PWM到D/A变换精度上得到保证,仿真结果如图5所示。

2.4 键盘与显示实现
    键盘的功能是输入预置电流值并且可以实时修改。键盘采用16个键,“0~9”和“·”键用于数字输入;“ENTER”,“CANCLE”键表示确认、取消;“↑”,“↓”键表示步进量增加、减少;“NUM”键表示步进量选择。预置电流步进量分为±10 mA和±1 mA,可以输入10~2 500 mA范围内电流值,预置电流输入按下“EN-TER”键后即可在LCD上显示。数据显示选择常用的液晶显示LCD1602A,将预置输出电流值和实时采样电流值分成两行显示。
2.5 LD保护电路
    半导体激光器LD的PN结非常脆弱,极容易损坏。瞬时的电流突变,容易使半导体激光器两端面腔镜产生损伤造成激光器永久性损坏。慢速启动(也称为软启动)是指驱动电源开启后,控制电压Vs不突然加在整个恒流电路上,而是在设定的时间内从零逐渐升至Vs。将几个前向导通的二极管与激光器LD串联可以有效延长LD管的使用寿命,因为当发生大的前向电压时,这些二极管导通,电流将不会从激光管LD通过,从而避免损坏LD管。在LD两端并联一个小电容,同时并联一个反向二极管防止LD受到过大的反向电压而损坏。为防止过电流,可采用软件和硬件保护,即采样的电流值经处理后与限流值比较,大于限流值时,将开关管Q6导通,V4被箝为0 V使调整管截止达到限流的目的。


3 系统软件设计
    软件采用汇编语言编写,可以通过键盘实时修改电流的给定值,同时LCD可以显示给定值和实测值。为方便调试系统软件采用模块化设计,主要包括主程序,给定给定、LCD显示及PI调节等子程序。
    系统的初始化包括DSP外围接口芯片和电流给定的初始化,键盘扫描包括给定和步进量的调整。系统主程序与外环调节程序流程图如图6所示。

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