澳洲幸运8APP 半导体激光管驱动电源的设计与实现

日期:2021-03-11 02:18:48 浏览量: 136

半导体激光管(LD)和普通二极管使用不同的工艺,但是电压和电流特性基本相同。在工作点,小的电压变化将导致激光管电流的大变化。另外,太大的电流纹波将使激光输出不稳定。二极管激光器对驱动电源有非常严格的要求。输出直流电流应高,电流应稳定,纹波因数应低,功率因数应高。随着激光器的输出功率不断增加,需要高性能和大电流稳定电源来驱动它们。为了确保半导体激光器的正常工作,需要对其驱动电源进行合理的设计。随着高频,低开关阻抗MOSFET技术的发展,以MOSFET为核心的开关电源应运而生,解决了开关电源输出大电流时纹波过大的问题。

由于大电流激光二极管价格昂贵并且容易被过电压和过电流损坏,因此仅大功率大电流开关模块无法满足大功率二极管激光器的要求,因此需要相应的保护电路。确保电压和电流不会过冲。因此,有必要提出一套切实可行的技术措施,以满足大功率二极管激光器的需求。

1系统组成

设备的输入电压为24 V,最大输出电流为20A。根据串联连接的激光管数量,输出不同的电压。如果使用交流电源,则前端应使用AC / DC进行相应的转换。该设备的主要部分是一个同步DC / DC转换器,其原理图如图1所示。

半导体激光管驱动电源电路原理图

Vin是输入电压,VM 1、 VM2是MOSFET,VM1的导通宽度决定了输出电压。快速恢复二极管和VM2共用续流电路。整流器的导通损耗占据最重要的部分澳洲幸运10 ,因此其选择非常重要ag捕鱼王 ,在实验中选择导通电阻非常低的MOSFET。电感和电容形成滤波电路。在将被测电阻两端的电压与给定值进行比较之后,脉冲发生器将产生相应的脉冲宽度,以保持负载电流稳定。 VM1关闭,快速恢复二极管工作,并且快速恢复二极管具有较大的导通状态损耗。然后,VM2打开续流以减少系统损耗。

2工作原理

打开VM1后,您将获得:

公式,当前纹波为:

公式中,VM1关闭,电流流过VD,然后VN2打开。由于VM2的阻抗远小于二极管的阻抗,因此它会随心所欲地通过VM2。 VM1,VN2的触发脉冲如图2所示。在图2中,td是续流二极管的导通时间。

半导体激光管驱动电源电路原理图

二极管消耗的功率为P = VtdI0。通常,快速恢复二极管的压降为0.4V。当电流为20 A时半导体激光管驱动电源电路原理图,二极管的功耗为0.8W。如果使用MOSFET,则功耗会小得多。该实验使用Vishay Semiconductor的60 A MOSFET,其导通电阻为0.0022Ω。当电流为20 A时亚博体彩 ,功耗约为0.088 W。

从电流纹波公式中亚博代理 ,我们可以看出,增大电感和减小ton可以减小纹波。为了不增加电感容量,在实验中使用了200 kHz的工作频率,其中电感为4.8μH。根据公式乐鱼体育 ,当激光管的压降为2 V时,纹波电流约为1000 mA。

系统使用电流负反馈电路来满足激光二极管的要求。当负载变化且电流略大于给定电流时,减小吨宽,电压将降低。当电流略小于给定电流时,请增加吨宽,以使电流保持稳定。图3显示了脉冲发生器的结构。

半导体激光管驱动电源电路原理图

在图3中,R1和R2是电压测量电阻,Rc是电流测量电阻。调节R1以设置最大输出电压。 Rc限制最大输出电流。当最大电压或电流之一达到给定值时,脉冲宽度最大。这样可以确保负载正常工作。

仿真结果如图4所示。

半导体激光管驱动电源电路原理图

3个实验结果

实验曲线如图5所示。实验数据是输入电压为12 V,输出电压约为2 V,测得的电阻为0.0025Ω,最大输出电流为20 A。

半导体激光管驱动电源电路原理图

在实验中半导体激光管驱动电源电路原理图,两个50 A二极管串联用作负载。当输入电压为12 V时,在不同电流下的输出和效率如表1所示。

半导体激光管驱动电源电路原理图

关键字:半导体激光管驱动电源设计编辑器:Pathfinder参考地址: