半导体激光器恒流驱动系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种半导体激光器恒流驱动系统，用于对半导体激光器的恒流驱动，其包括主控电路、模式选择电路、保护电路、恒流驱动电路、温控电路以及通信电路，模式选择电路的输入端与主控电路连接、输出端与保护电路的输入端连接，保护电路的输出端与恒流驱动电路的输入端连接，恒流驱动电路的输出端、温控电路与半导体激光器连接，温控电路还与主控电路连接，通信电路与主控电路连接。上述的半导体激光器恒流源驱动系统中的保护电路可以在出现过载时，在单级驱动电路中可将电路直接切断，在多级驱动电路中则可以将电路切换到安全模式下运行。系统的温控电路能够将负载的温度控制在设定值之内，大大提高了系统的性能。

【技术实现步骤摘要】
半导体激光器恒流驱动系统
本技术涉及半导体激光器的领域，具体涉及有一种半导体激光器恒流驱动系统。
技术介绍
半导体激光器也称光电二极管，是一种在电流注入下能够发出相干光的光电子器件。它体积小、寿命长，并可采用简单的注入电流的方式来泵浦其工作电压和电流与集成电路兼容，因而可与之单片集成。并且还可以用高达GHz的频率直接进行电流调制以获得高速调制的激光输出。由于这些优点，半导体激光器在激光通信、光存储、光陀螺、激光打印、测距等方面以及获得了广泛的应用。由于半导体材料对温度和电流都十分敏感，微小的波动都会引起激光器功率较大的波动。这就对激光器的驱动电路提出了更高的要求，一旦电路中出现过流，如果没有相应的保护措施，半导体激光器很容易被烧坏。另外，光纤激光器(半导体激光器的一种)为了输出较大的功率，一般都采用多级LD泵浦的方法，通常为了高集成化是将多路驱动源设计在一路PCB板上，这样就可以用一块主芯片控制多个LD驱动电路，满足多路LD之间的逻辑关系。但如果只需要一路恒流源驱动时，用多路驱动源的电路板又显得太浪费，而且占据空间。
技术实现思路
有鉴于此，有必要提出一种能够保证安全性、稳定性以及灵活性的半导体激光器恒流驱动系统。本技术提供一种半导体激光器恒流驱动系统，用于对半导体激光器的恒流驱动，其包括：主控电路、模式选择电路、保护电路、恒流驱动电路、温控电路以及通信电路，所述模式选择电路的输入端与所述主控电路连接、输出端与所述保护电路的输入端连接，所述保护电路的输出端与所述恒流驱动电路的输入端连接，所述恒流驱动电路的输出端、所述温控电路与所述半导体激光器连接，所述温控电路还与所述主控电路连接，所述通信电路与所述主控电路连接。进一步的，所述恒流驱动电路包括深度负反馈单元、功率场效应管驱动单元、功率场效应管、滤波单元，所述深度负反馈单元与功率场效应管驱动的单元一端相连，所述功率场效应管驱动单元的输出端与功率场效应管的栅极相连，所述滤波单元一端接功率场效应管的源极，另一端接地。进一步的，所述恒流驱动电路还包括多个相互并联接连的采样电阻，所述采样电阻将所述恒流驱动电路中的输出电流转化为电压信号，输入到所述保护电路检测，并反馈给所述恒流驱动电路。进一步的，所述滤波单元为阻容滤波。进一步的，多个所述功率场效应管均为IRF3709Z且为并联连接。进一步的，所述主控电路包括MSP430F5438微控制器。进一步的，所述温控电路包括温控芯片，与所述温控芯片连接、由所述温控芯片控制的制冷片，所述制冷片的另一端与所述半导体激光器连接，所述温控芯片与所述主控电路连接。上述的半导体激光器恒流源驱动系统可以为负载的半导体激光器提供稳定的驱动电流。系统中的保护电路可以在电路中出现过载时，在单级驱动电路中可将电路直接切断，在多级驱动电路中则可以将电路切换到安全模式下运行，既不会烧坏电路器件又能解决多级驱动电路之间的逻辑关系。附图说明为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术所述的半导体激光器恒流驱动系统的结构框图；图2是本技术的半导体激光器恒流驱动系统的恒流驱动电路结构图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。请参阅图1，半导体激光器恒流驱动系统包括主控电路101、模式选择电路102、保护电路103、恒流驱动电路104、温控电路10及通信电路108。半导体激光器恒流驱动系统用于对半导体激光器105的恒流驱动。所述模式选择电路102的输入端与所述主控电路101连接、输出端与所述恒流驱动电路104的输入端连接。所述恒流驱动电路104的输出端、所述温控电路10与所述半导体激光器连接，所述温控电路10还与所述主控电路101连接。所述保护电路103连接在所述模式选择电路102与所述恒流驱动电路104之间。所述通信电路108与所述主控电路101连接。所述主控电路101通过判断各电路输入的逻辑电平来发出相应的指令，由此来保证激光器恒流驱动系统的正常运行。半导体激光器恒流驱动系统通电后，向主控电路101输入一个模式选择信号，主控电路101向模式选择电路102发出对应的指令。所述的模式选择电路102可以根据实际需要选择是否带最小功率的保护电路103来控制恒流驱动电路104的运行。所述主控电路101包括MSP430F5438微控制器。通过判断电路的输入逻辑，向相应电路中发出执行指令。同时，通过主控电路101自带的定时器系统，实时检测系统工作的环境温度。通过主控电路101的串口通信向电路中的DA写入输出电压对应的数字量。所述串口通信主要通过MAX232芯片作电平转换，使外部设备与主控电路101连接起来。所述恒流驱动电路104包括深度负反馈单元、功率场效应管驱动单元、功率场效应管、滤波单元，所述深度负反馈单元与功率场效应管驱动的单元一端相连，所述功率场效应管驱动单元的输出端与功率场效应管的栅极相连，所述滤波单元一端接功率场效应管的源极，一端接地。多个所述功率场效应管均为IRF3709Z，且相互并联在恒流驱动电路104中。所述滤波单元为阻容滤波。所述恒流驱动电路104中还包含多个相互并联的采样电阻。所述恒流驱动电路104输出的电流经采样电阻转化为电压信号后输入到保护电路103中进行检测并将检测信号反馈给恒流驱动电路104。所述温控电路10包括温控芯片107和制冷片106。制冷片106与所述温控芯片107连接。制冷片106由所述温控芯片107控制。所述制冷片106的另一端与所述半导体激光器105连接，所述温控芯片107与所述主控电路101连接。所述的温控电路10会实时地对负载的半导体激光器的温度进行检测且将相应的信号发送给主控电路101。半导体激光器恒流驱动系统的工作过程，具体如下：开关电源给半导体激光器恒流驱动系统输入直流电压，经系统中的电源模块，转换为多个不同电压值的电压源向电路中其它器件提供工作电压。用户通过模式选择电路102向主控电路101中输入一个模式，由主控电路101输出相应的驱动模式后对恒流驱动电路104实施控制，模式选择完成后根据实际需要输入驱动电压，驱动电压与反馈回来的采样电压经比较器后控制电路中的功率场效应管，驱动源电路开始工作，驱动电路中的多个场效应管相互并联，这样可以有效地分担电路中的电流，避免大电流单独加在单个场效应管上。保护电路103将采样的电压先放大后与系统中设定的基准电压比较，如果采样电压大于基准电压，则表明电路中电流过大，保护电路103将会将系统路切换到安全模式(单个负载半导体激光器工作时将电路直接切断，多个负载半导体激光器同时工作时将进入最小功率保护的运行模式)。温控电路10时时监测负载的半导体激光器当前的工作温度，当温度飘移范围大于设定的范围时，温控芯片107(ADN8830)将会驱动温控电路10的MOS管向制冷片106中注入电流使制冷片106工作，待负载的半导体激光器的工作温度降到所设定的温度范围内时，制冷片106暂时停止工作。另外，温控电路中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体激光器恒流驱动系统，用于对半导体激光器的恒流驱动，其特征在于，包括：主控电路、模式选择电路、保护电路、恒流驱动电路、温控电路以及通信电路，所述模式选择电路的输入端与所述主控电路连接、输出端与所述保护电路的输入端连接，所述保护电路的输出端与所述恒流驱动电路的输入端连接，所述恒流驱动电路的输出端、所述温控电路与所述半导体激光器连接，所述温控电路还与所述主控电路连接，所述通信电路与所述主控电路连接。

【技术特征摘要】
1.一种半导体激光器恒流驱动系统，用于对半导体激光器的恒流驱动，其特征在于，包括：主控电路、模式选择电路、保护电路、恒流驱动电路、温控电路以及通信电路，所述模式选择电路的输入端与所述主控电路连接、输出端与所述保护电路的输入端连接，所述保护电路的输出端与所述恒流驱动电路的输入端连接，所述恒流驱动电路的输出端、所述温控电路与所述半导体激光器连接，所述温控电路还与所述主控电路连接，所述通信电路与所述主控电路连接。2.如权利要求1所述的半导体激光器恒流驱动系统，其特征在于，所述恒流驱动电路包括深度负反馈单元、功率场效应管驱动单元、功率场效应管、滤波单元，所述深度负反馈单元与功率场效应管驱动的单元一端相连，所述功率场效应管驱动单元的输出端与功率场效应管的栅极相连，所述滤波单元一端接功率场效应管的源极，另一端接地。3.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张庆茂，王昊，郭亮，胡艳，甘庆华，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：新型
国别省市：广东,44