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保护设置
软启动和慢关机:系统的启动或关闭均由启动/停机键控制,如果判断为开机,则命令LD驱动芯片预热工作,再逐渐增大工作电流至设定值,实现软启动。如果判断为关闭,则逐渐降低工作电流直到零,实现慢关机。
电流过载保护:程序设定或通过键盘确定电流值上限值,CPU通过控制数字电位器调节激光驱动芯片PIN21的电压并检测电流,保证流经LD的电流的稳定,防止出现过流而损坏LD。实时比较电流设定值和采样值,当实际值大于上限时,系统启动限流保护动作。
测试结果
根据设计制作了数字式电源,连接现有的实验室用的半导体激光器,进行性能测试。
开机后激光器预热半小时,通过软件设定方式调节激光器的工作电流至1.5A,激光器启动系统运行,工作电流平稳上升达到1.5A,动态响应时间在1.5~2s之间。系统输出电流为1.5A,连续工作4小时,每间隔10分钟记录1次电流,按照时间排列测试次序和相应的电流值。测试结果数据描绘曲线见图3。结果表明系统的控制电流稳定,误差小。测试结束后关闭激光器,系统逐步减小输出电压信号,降低输出功率至零后激光器停止工作。结果表明,采用数字控制方案的电源达到激光器的稳态精度要求。
结语
所设计的数字式半导体激光器电源,采用集成电路C8051F020为核心,编程实现数字滤波及防浪涌等智能功能。电路采用了恒流源驱动芯片HY6340和高速集成运放MAX4215,简化了电路,提高了控制精度。对半导体激光器电源进行实用测试,结果表明,输出电流0~1.5A,工作电流稳定,电源还可实现软启动慢关机、防浪涌功能。经测试,数字式电源达到激光电源的稳态精度要求,改善系统的动态性能,同时简化了硬件电路。