[实用新型]一种大功率脉冲电流源电路

说明书

一种大功率脉冲电流源电路，主要包括多个隔离驱动电路和闭环反馈电路，多个隔离驱动电路采用级联叠加型结构依次连接，多个隔离驱动电路依次级联后再与闭环反馈电路连接组成电流源电路；相邻两级隔离驱动电路之间通过彼此的续流二极管相连，上一级隔离驱动电路中的续流二极管的阳极与下一级隔离驱动电路中续流二极管的阴极相连；最末级隔离驱动电路中续流二极管的阳极与闭环反馈电路中续流二极管的阴极相连；第一级隔离驱动电路中DC/DC隔离变换器的正输出端与半导体激光器一端相连，闭环反馈电路中DC/DC隔离变换器的负输出端与半导体激光器另一端相连。本实用新型具有输出电压高、脉冲电流大、能保证脉冲电流矩形波等优点。

技术领域

本实用新型涉及半导体激光器驱动源技术领域，尤其涉及一种输出电压高、脉冲电流大的大功率脉冲电流源技术。

背景技术

随着激光产业的发展，高功率半导体激光器在军事领域获得了广泛的应用，特别是在激光武器、激光制导、激光雷达等领域，这对作为激光器重要组成部分的激光器驱动源也提出了更高的要求。高功率半导体激光器要产生大能量的光脉冲，就需要一个能提供大功率驱动的脉冲电流源，其不仅要求输出电压足够高，脉冲电流足够大，同时为了避免对半导体激光器产生损坏，要保证输出的脉冲电流波形近似矩形波，即脉冲顶部平滑，无过冲产生且上升前沿陡峭。

目前，在中小功率应用场合，为了提高输出电流波形的稳定度，脉冲电流源的实现通常采用基于电容储能的线性电流控制法，主功率器件MOSFET(也可以是IGBT)为了增大输出电流，一般采用多个主功率开关器件的并联形式，这些主功率开关器件都工作在线性区。其中包括基于DC/DC隔离变换的充电模块，电压调节模块U1，储能电容C，电流调节模块U2，并联形式的主功率开关器件S1、S2、S3，续流二极管D，负载为半导体激光器。储能电容C正极和DC/DC隔离变换器的正输出端相连，并和三个主功率开关S1、S2、S3的漏极相连在一起，三个主功率开关S1、S2、S3的源极相连在一起并和续流二极管D的阴极相连再接至半导体激光器的一端，储能电容C的负极和DC/DC隔离变换器的负输出端相连并和续流二级管D的阳极相连，并和电路参考地相连再接至半导体激光器的另一端。由于三个主功率开关管S1、S2、S3都工作在线性放大区，通过电流闭环调节模块对其栅极驱动电压的调节实现对其漏极电流的控制，因此输出电流波形能达到矩形波的要求，但是此种脉冲电流源形式下的输出电压低、脉冲电流小，无法满足高功率半导体激光器的驱动功率要求。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种输出电压高、脉冲电流大、能保证脉冲电流矩形波的大功率脉冲电流源电路。

为实现上述目的，采用了以下技术方案：本实用新型主要包括多个隔离驱动电路和闭环反馈电路，多个隔离驱动电路采用级联叠加型结构依次连接，多个隔离驱动电路依次级联后再与闭环反馈电路连接组成电流源电路；

所述隔离驱动电路由DC/DC隔离变换器、储能电容、主功率开关管、续流二极管组成；储能电容的一端分别与DC/DC隔离变换器的正输出端、续流二极管的阴极相连；储能电容的另一端分别与DC/DC隔离变换器的负输出端、主功率开关管的发射极相连，主功率开关管的集电极和续流二极管的阳极相连；

所述闭环反馈电路由储能电容、DC/DC隔离变换器、续流二极管、采样电阻、主功率开关管组成；储能电容的一端分别与DC/DC隔离变换器的正输出端、续流二极管的阴极相连；储能电容的另一端分别与DC/DC隔离变换器的负输出端、参考地、采样电阻一端相连，采样电阻另一端与主功率开关管的发射极相连，主功率开关管的集电极与续流二极管的阳极相连；

相邻两级隔离驱动电路之间通过彼此的续流二极管相连，上一级隔离驱动电路中的续流二极管的阳极与下一级隔离驱动电路中续流二极管的阴极相连；最末级隔离驱动电路中续流二极管的阳极与闭环反馈电路中续流二极管的阴极相连；第一级隔离驱动电路中DC/DC隔离变换器的正输出端与半导体激光器一端相连，闭环反馈电路中DC/DC隔离变换器的负输出端与半导体激光器另一端相连。