[实用新型]全数字智能半导体激光器电流控制电路

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及半导体激光器控制领域，特别涉及一种半导体激光器（LD）高精度和高稳定性恒流源电路。

【背景技术】

半导体激光器（LD）是一种电子-光子直接转换器件，有很高的量子效率，微小的电流和温度变化都将导致其输出光功率的很大变化。因此，LD的驱动电流要求非常高，必须是低噪声、稳定度高的恒流源，一般电源很难满足要求。

随着半导体激光的应用日益广泛，对相应的驱动电源的要求也越来越多样化，同时具备数据处理、状态监测、故障诊断和输出控制能力的智能化半导体激光电源成为半导体激光电源发展的新方向。

传统激光器电源是用纯硬件电路实现的，采用模拟控制方式，虽然也能较好的驱动激光，但无法实现精确控制，在很多工业应用中降低了精度和自动化程度，也限制了激光的应用。

现今常用的半导体激光设备工作用稳流电源抗干扰能力较差，迫切需要有适用于高精度激光器用的稳流驱动源。使用DSP对激光电源进行控制，能简化激光电源的硬件结构，有效地解决半导体激光器工作的准确、稳定和可靠性等问题。随着大规模集成电路技术的迅速发展，采用合适的控制技术可使电源可靠性得到极大提高。

【发明内容】

本实用新型针对以上问题提出了一种适应高精度激光器用的稳流驱动源，采用数字信号处理器进行控制，实现为固体激光器电路提供稳定恒流源电路的效果。

本实用新型的技术方案是：全数字智能半导体激光器电流控制电路，其特征在于，电路中设有数字信号处理器（DSP-Digital Signal Processing），所述数字信号处理器输出端连接到驱动器IR2112，所述驱动器IR2112输出端连接到功率管IRF1010。

在电路中设有电流采样电路，所述电流采样电路输出端连接到信号传导终端的数字信号处理器，两者以输送经过处理的采样电流信号的方式相连接。

在电流采样电路中设有一个实时采集电流数据的电流采样传感器（U23）。

恒流源控制总体电路图所示。通过给定输入电流，经DSP运算处理后输出相应占空比的PWM信号。PWM经驱动器IR2112调理后，经过功率管IRF1010实现D/A变换。DSP实时对输出的电流采样，采样数据经数字滤波、分析处理后与给定电流值相比较，得到差值作为PID调节算法表达式中的输入量，通过PID运算得到控制量来调整PWM的输出实现恒流。

本实用新型的有益效果是：本方案给出了一种实用的高精度恒流源的设计，实现对驱动电流进行控制。以DSP为核心的高精度半导体激光器驱动电源系统的设计，该系统以驱动器IRF1010为调整管加电流反馈电路实现恒流输出，利用DSP内部集成的模/数转换器对输出电流采样，并经过PID算法处理后控制PWM输出实现动态的误差调整，消除电路中的静止误差。输出电流范围在0～40A内，输出电流变化绝对值小于0.1A，从而确保了半导体激光器工作的可靠性。

【附图说明】

图1是本实用新型电子原理图；

图2是数字信号处理器部分电路图。

【具体实施方式】

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。

实施例1：

全数字智能半导体激光器电流控制电路，其特征在于，电路中设有数字信号处理器DSP（DSP-Digital Signal Processing），所述数字信号处理器输出端连接到驱动器IR2112，所述驱动器IR2112输出端连接到功率管IRF1010。

在电路中设有电流采样电路，所述电流采样电路输出端连接到信号传导终端的数字信号处理器，两者以输送经过处理的采样电流信号的方式相连接。

在电流采样电路中设有一个实时采集电流数据的电流采样传感器U23。

恒流源控制总体电路图所示。通过给定输入电流，经DSP运算处理后输出相应占空比的PWM信号。PWM经IR2112调理后，经过IRF1010实现D/A变换。DSP实时对输出的电流采样，采样数据经数字滤波、分析处理后与给定电流值相比较，得到差值作为PID调节算法表达式中的输入量，通过PID运算得到控制量来调整PWM的输出实现恒流。

本实用新型的有益效果是：本方案给出了一种实用的高精度恒流源的设计，实现对驱动电流进行控制。以DSP为核心的高精度半导体激光器驱动电源系统的设计，该系统以驱动器IRF1010为调整管加电流反馈电路实现恒流输出，利用DSP内部集成的功率管对输出电流采样，并经过PID算法处理后控制PWM输出实现动态的误差调整，消除电路中的静止误差。输出电流范围在0～40A内，输出电流变化绝对值小于0.1A，从而确保了半导体激光器工作的可靠性。