專(zhuān)利名稱(chēng)：全數(shù)字智能半導(dǎo)體激光器電流控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
全數(shù)字智能半導(dǎo)體激光器電流控制電路
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體激光器控制領(lǐng)域，特別涉及一種半導(dǎo)體激光器(LD)高精度和高穩(wěn)定性恒流源電路。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體激光器(LD)是一種電子-光子直接轉(zhuǎn)換器件，有很高的量子效率，微小的電流和溫度變化都將導(dǎo)致其輸出光功率的很大變化。因此，LD的驅(qū)動(dòng)電流要求非常高，必須是低噪聲、穩(wěn)定度高的恒流源，一般電源很難滿足要求。隨著半導(dǎo)體激光的應(yīng)用日益廣泛，對(duì)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電源的要求也越來(lái)越多樣化，同時(shí)具備數(shù)據(jù)處理、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷和輸出控制能力的智能化半導(dǎo)體激光電源成為半導(dǎo)體激光電源發(fā)展的新方向。 傳統(tǒng)激光器電源是用純硬件電路實(shí)現(xiàn)的，采用模擬控制方式，雖然也能較好的驅(qū)動(dòng)激光，但無(wú)法實(shí)現(xiàn)精確控制，在很多工業(yè)應(yīng)用中降低了精度和自動(dòng)化程度，也限制了激光的應(yīng)用?，F(xiàn)今常用的半導(dǎo)體激光設(shè)備工作用穩(wěn)流電源抗干擾能力較差，迫切需要有適用于高精度激光器用的穩(wěn)流驅(qū)動(dòng)源。使用DSP對(duì)激光電源進(jìn)行控制，能簡(jiǎn)化激光電源的硬件結(jié)構(gòu)，有效地解決半導(dǎo)體激光器工作的準(zhǔn)確、穩(wěn)定和可靠性等問(wèn)題。隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，采用合適的控制技術(shù)可使電源可靠性得到極大提高。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)以上問(wèn)題提出了一種適應(yīng)高精度激光器用的穩(wěn)流驅(qū)動(dòng)源，采用數(shù)字信號(hào)處理器進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)為固體激光器電路提供穩(wěn)定恒流源電路的效果。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是全數(shù)字智能半導(dǎo)體激光器電流控制電路，其特征在于，電路中設(shè)有數(shù)字信號(hào)處理器(DSP-Digital Signal Processing),所述數(shù)字信號(hào)處理器輸出端連接到驅(qū)動(dòng)器IR2112，所述驅(qū)動(dòng)器IR2112輸出端連接到功率管IRF1010。在電路中設(shè)有電流采樣電路，所述電流采樣電路輸出端連接到信號(hào)傳導(dǎo)終端的數(shù)字信號(hào)處理器，兩者以輸送經(jīng)過(guò)處理的采樣電流信號(hào)的方式相連接。在電流采樣電路中設(shè)有一個(gè)實(shí)時(shí)采集電流數(shù)據(jù)的電流采樣傳感器(U23 )。恒流源控制總體電路圖所示。通過(guò)給定輸入電流，經(jīng)DSP運(yùn)算處理后輸出相應(yīng)占空比的PWM信號(hào)。PWM經(jīng)驅(qū)動(dòng)器IR2112調(diào)理后，經(jīng)過(guò)功率管IRF1010實(shí)現(xiàn)D/A變換。DSP實(shí)時(shí)對(duì)輸出的電流采樣，采樣數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)字濾波、分析處理后與給定電流值相比較，得到差值作為PID調(diào)節(jié)算法表達(dá)式中的輸入量，通過(guò)PID運(yùn)算得到控制量來(lái)調(diào)整PWM的輸出實(shí)現(xiàn)恒流。本實(shí)用新型的有益效果是本方案給出了一種實(shí)用的高精度恒流源的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)電流進(jìn)行控制。以DSP為核心的高精度半導(dǎo)體激光器驅(qū)動(dòng)電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)以驅(qū)動(dòng)器IRF1010為調(diào)整管加電流反饋電路實(shí)現(xiàn)恒流輸出，利用DSP內(nèi)部集成的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)輸出電流采樣，并經(jīng)過(guò)PID算法處理后控制PWM輸出實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的誤差調(diào)整，消除電路中的靜止誤差。輸出電流范圍在O 40A內(nèi)，輸出電流變化絕對(duì)值小于O. 1A，從而確保了半導(dǎo)體激光器工作的可靠性。

圖I是本實(shí)用新型電子原理圖；圖2是數(shù)字信號(hào)處理器部分電路圖。
具體實(shí)施方式為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例I :全數(shù)字智能半導(dǎo)體激光器電流控制電路，其特征在于，電路中設(shè)有數(shù)字信號(hào)處理器DSP (DSP-Digital Signal Processing),所述數(shù)字信號(hào)處理器輸出端連接到驅(qū)動(dòng)器IR2112，所述驅(qū)動(dòng)器IR2112輸出端連接到功率管IRF1010。在電路中設(shè)有電流采樣電路，所述電流采樣電路輸出端連接到信號(hào)傳導(dǎo)終端的數(shù)字信號(hào)處理器，兩者以輸送經(jīng)過(guò)處理的采樣電流信號(hào)的方式相連接。在電流采樣電路中設(shè)有一個(gè)實(shí)時(shí)采集電流數(shù)據(jù)的電流采樣傳感器U23。恒流源控制總體電路圖所示。通過(guò)給定輸入電流，經(jīng)DSP運(yùn)算處理后輸出相應(yīng)占空比的PWM信號(hào)。PWM經(jīng)IR2112調(diào)理后，經(jīng)過(guò)IRF1010實(shí)現(xiàn)D/A變換。DSP實(shí)時(shí)對(duì)輸出的電流采樣，采樣數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)字濾波、分析處理后與給定電流值相比較，得到差值作為PID調(diào)節(jié)算法表達(dá)式中的輸入量，通過(guò)PID運(yùn)算得到控制量來(lái)調(diào)整PWM的輸出實(shí)現(xiàn)恒流。本實(shí)用新型的有益效果是本方案給出了一種實(shí)用的高精度恒流源的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)電流進(jìn)行控制。以DSP為核心的高精度半導(dǎo)體激光器驅(qū)動(dòng)電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)以驅(qū)動(dòng)器IRF1010為調(diào)整管加電流反饋電路實(shí)現(xiàn)恒流輸出，利用DSP內(nèi)部集成的功率管對(duì)輸出電流采樣，并經(jīng)過(guò)PID算法處理后控制PWM輸出實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的誤差調(diào)整，消除電路中的靜止誤差。輸出電流范圍在O 40A內(nèi)，輸出電流變化絕對(duì)值小于O. 1A，從而確保了半導(dǎo)體激光器工作的可靠性。
權(quán)利要求1.一種全數(shù)字智能半導(dǎo)體激光器電流控制電路，其特征在于，電路中設(shè)有數(shù)字信號(hào)處理器(DSP — Digital Signal Processing)，所述數(shù)字信號(hào)處理器輸出端連接到驅(qū)動(dòng)器IR2112，所述驅(qū)動(dòng)器IR2112輸出端連接到功率管IRF1010。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述全數(shù)字智能半導(dǎo)體激光器電流控制電路，其特征在于，在電路中設(shè)有電流采樣電路，所述電流采樣電路輸出端連接到信號(hào)傳導(dǎo)終端的數(shù)字信號(hào)處理器，兩者以輸送經(jīng)過(guò)處理的采樣電流信號(hào)的方式相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述全數(shù)字智能半導(dǎo)體激光器電流控制電路，其特征在于，在電流采樣電路中設(shè)有一個(gè)實(shí)時(shí)采集電流數(shù)據(jù)的電流采樣傳感器U23。
專(zhuān)利摘要一種全數(shù)字智能半導(dǎo)體激光器電流控制電路，其特征在于，電路中設(shè)有數(shù)字信號(hào)處理器(DSP—Digital Signal Processing)，所述數(shù)字信號(hào)處理器輸出端連接到驅(qū)動(dòng)器IR2112，所述驅(qū)動(dòng)器IR2112輸出端連接到功率管IRF1010。本方案給出了一種實(shí)用的高精度恒流源的電流控制電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)電流進(jìn)行控制。以DSP為核心的高精度半導(dǎo)體激光器驅(qū)動(dòng)電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并經(jīng)過(guò)PID算法處理后控制PWM輸出實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的誤差調(diào)整，消除電路中的靜止誤差。輸出電流范圍在0～40A內(nèi)，輸出電流變化絕對(duì)值小于0.1A，從而確保了半導(dǎo)體激光器工作的可靠性。
文檔編號(hào)H01S5/042GK202633740SQ20122024674
公開(kāi)日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月29日
發(fā)明者胡德洲, 鄭全昌, 甘義成, 佟之暉, 盧紅星, 張軍 申請(qǐng)人:深圳市瑞豐恒科技發(fā)展有限公司