[发明专利]大功率半导体激光器脉冲驱动电源

说明书

技术领域

本发明属于电子设备的技术领域，特别涉及一种用于半导体激光器的大功率脉冲驱动电源。

背景技术

大功率半导体激光器是工业生产、军事国防等行业的固体激光器必需的泵浦光源，广泛应用于激光测距、核爆模拟、激光雷达传输、材料加工、微处理、热处理、打标定位等。另外大功率激光器还在手术治疗肿瘤、皮肤治疗、牙科治疗、光镇痛和光针灸、光学层析造影(OCT)等医学领域得到了广泛的应用。半导体激光器的性能受到温度因素的影响，其输出效率随着自身温度的升高而下降，也就是说半导体激光器对温度非常的敏感，如果在工作的过程中温度发生了改变，那么其工作就要受到影响，严重时甚至会烧毁元件。所以，控制好半导体激光器的温度，成为了所有半导体激光器驱动方式都需要解决的首要问题。

就半导体激光器的自身特点而言，最适合的激励方式是脉冲激励。脉宽非常窄的脉冲电流信号由于占空比非常低、脉冲宽度又非常窄(纳秒级)，所以半导体激光器的发热量是非常小的，而发热量小反过来对其输出效率的影响就低，并且多数的脉冲驱动电路是不需要温度控制电路的，这大大的节省了成本，提高了可靠性。

目前国内有一些项目在研究半导体激光器的驱动电源，在已经公开发表的论文中可以找到类似的设计，汝玉星在2008年4月公开的硕士论文《数字式激光器驱动器的设计与实现》中提到了一种基于单片机控制的半导体激光器驱动电源的设计。但在上述公开的相关设计中，输出电流是恒流形式的，而不是脉冲的，且输出电流不大，最大电流只到2.5安培。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种用于驱动半导体激光器的脉冲驱动电源，输出电流幅度不小于50安培，同时输出的脉冲电流上升时间小于30纳秒，脉冲电流宽度小于15纳秒，最大的重复频率为4KHz。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

1、一种大功率半导体激光器脉冲驱动电源，其结构有脉冲触发电路1、DC-DC升压电路2、电容储能电路3、高速开关电路4四个部分；

所述的脉冲触发电路1，包括555芯片U1的1脚接地，电容C1一端与电容C2一端与555芯片U1的1脚相连接，电容C1的另一端与555芯片U1的2脚连接，电容C2的另一端与555芯片U1的5脚连接，555芯片U1的2脚与555芯片U1的6脚连接，可变电阻R1一端与555芯片U1的2脚相连接，另一端与555芯片U1的7脚连接；电阻R2一端与555芯片U1的7脚连接，另一端与555芯片U1的8脚连接，555芯片U1的8脚与+12V电源相连接并接在555芯片U1的4脚上；555芯片U1的3脚与74LS123芯片U2的1脚连接，74LS123芯片U2的16脚与555芯片U1的8脚连接，74LS123芯片U2的2脚与3脚连接在一起并与555芯片U1的4脚连接，74LS123芯片U2的14脚与8脚相连接并接于电容C3一端，电容C3另一端与74LS123芯片U2的15脚连接，74LS123芯片U2的15脚与可变电阻R3一端连接，可变电阻R3另一端与74LS123芯片U2的16脚相连接；74LS123芯片U2的8脚接地，13脚接脉冲触发电路1的输出端OUT1，输出端OUT1接高速开关电路4的输入端口IN3；

所述的DC-DC升压电路2，包括MC34063芯片U3的1脚与8脚相连，2脚与场效应管Q1栅极相连，场效应管Q1源极与地GND连接并与电容C4一端连接，电容C4另一端与MC34063芯片U3的3脚连接，MC34063芯片U3的4脚与地GND连接；MC34063芯片U3的8脚与电阻R4一端连接，电阻R4另一端与MC34063芯片U3的7脚连接，并与电感L1一端连接，电感L1另一端与场效应管Q1漏极连接，并与二极管D2阳极连接，二极管D2阴极与可变电阻R7一端连接，并通过两个并联的电容C5和电容C6接地，可变电阻R7另一端与MC34063芯片U3的5脚连接，并通过电阻R6接地；电阻R5一端与MC34063芯片U3的7脚连接，另一端与MC34063芯片U3的6脚连接，并接DC-DC升压电路2的输入端口IN1，该输入端口IN1接+12V电源，二极管D2的阴极接DC-DC升压电路2的输出端口OUT2，输出端口OUT2接电容储能电路3的输入端口IN2；