一种半导体激光器电源电路制造技术

本实用新型专利技术提供了一种半导体激光器电源电路，其中，电路包括：同步降压式变换电路、控制器、传感器采样电路、第一驱动电路、第一开关管、负载；控制器与同步降压式变换电路中第二驱动电路连接；传感器采样电路一端与同步降压式变换电路中第一电感的输出端连接，另一端与控制器连接；第一驱动电路的一端与第一开关管的第一端连接，另一端与控制器连接；第一开关管的第二端与负载的连接，第三端与同步降压式变换电路中的第二电容连接，该电路可以实现在连续模式和准连续模式下均具有较高的输出效率，输出的电流稳定性好，能够较好满足半导体激光器对电流稳定性的要求，解决了现有技术的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体激光器电源电路
本技术涉及电力电子
，特别是涉及一种半导体激光器电源电路。
技术介绍
半导体激光器是实际应用中最重要的一类激光器之一，近年来发展迅速、应用较广，其具有电光效率高、寿命长、体积小、稳定度高等优点。半导体激光器电源电路按照工作模式可以分为：连续模式、准连续模式以及脉冲模式，准连续工作模式是指其工作电流为脉冲形式的非连续模式，脉冲频率从1Hz到数十kHz，脉宽从20微秒到数百微秒不等，在诸如激光传感器以及光纤激光器的很多应用中都有这种准连续的使用需求。此外，半导体激光器中的激光二极管对电源输出的电流质量要求较高，具体来说，要求驱动电源输出的电流波形尽可能接近一个矩形波，矩形波的上升沿和下降沿应尽量短；同时，由于电流上升过程中出现的超调量会对半导体激光器造成冲击，因此，要求上升沿到达设定值后不能有超调。于是，就需要半导体激光器的驱动电源能在一定时间内完成对能量的储存，并在恰当时刻将存储的能量瞬间释放。现有技术中有以下几种电路可以为半导体激光器提供能量：1、电容储能的线性控制电路。电容储能的线性控制电路如图1所示，前级DC-DC(直流-直流)变换器工作在恒压模式，其输出为电容C1充电，开关管Q1工作在线性模式，通过控制开关管Q1的驱动电压来实现输出电流的线性闭环调节。这种电路输出的电流稳定度较好，但是由于开关管导通时相当于一个电阻，导致电容C1和负载半导体激光器LD之间电压差完全被开关管Q1所消耗，所以，该电路的效率比较低。2、储能电容开关控制电路。如图2所示，该电路的原理是当开关管Q1断开时，前级DC-DC变换器为电容C1充电，当开关管Q1闭合时，储能电容C1对负载LD放电，提供驱动电流。该电路结构简单，前级DC-DC变换器所需的功率较小，但是这种电路所需电容较大，并且由于电容放电是瞬时完成的，导致该电路无法输出矩形波，所以无法工作在连续模式和准连续模式，此外，电容输出电流的幅值也受电容充电电压影响，实际使用效果较差。3、电感储能并联开关控制电路。如图3所示，该电路通过电感存储能量，当负载LD不导通时，开关管Q2导通，此时电流通过电感L和开关管Q2。当半导体激光器需要导通工作时，开关管Q2断开，这时能量从输入侧直接传递给了半导体激光器。这种电路可以使电流脉冲波形具有较好的上升沿，但是由于采用电感作为主要储能器件，感性元件的能量存储密度较低，导致需要的电感值较大，因此，这种电路实际使用的电感很笨重，造成电路体积和重量较大，不方便实际应用。此外，上述电路中，控制功能与储能释放功能都由一个元件完成，难以同时满足在输出矩形波时，电流上升速度和电流输出稳定性两个条件。因此，现有的半导体激光器电源电路在准连续模式下的输出效率较低，且不能很好的满足半导体激光器对电源电路输出电流稳定性的需求。
技术实现思路
本技术提供一种半导体激光器电源电路，用以解决现有技术的如下问题：现有的半导体激光器电源电路在准连续模式下的输出效率较低，且不能很好的满足半导体激光器对其电源电路输出电流稳定性的需求。为解决上述技术问题，本技术提供一种半导体激光器电源电路，包括：同步降压式变换电路、控制器、传感器采样电路、第一驱动电路、第一开关管、负载；其中，所述控制器与所述同步降压式变换电路中第二驱动电路连接；所述传感器采样电路一端与所述同步降压式变换电路中第一电感的输出端连接，另一端与所述控制器连接；所述第一驱动电路的一端与所述第一开关管的第一端连接，另一端与所述控制器连接；所述第一开关管的第二端与所述负载的连接，第三端与所述同步降压式变换电路中的第二电容连接。可选的，所述同步降压式变换电路包括：第一直流电压源、第二驱动电路、第二开关管、第三开关管、所述第一电感、所述第二电容；其中，所述第一直流电压源的正极与所述第二开关管的第二端连接，负极与所述第三开关管的第三端和所述第二电容的负极连接；所述第二开关管的第一端与所述第二驱动电路连接，第三端与所述第一电感的输入端和所述第三开关管的第二端连接；所述第三开关管的第一端与所述第二驱动电路连接；所述第一电感的输出端与所述第二电容的正极连接。可选的，在开关管的第二端连接并联电路的一端，在开关管的第三端连接并联电路的另一端，其中，所述并联电路由电容和二极管并联组成，所述开关管为所述第一开关管、第二开关管和第三开关管中的任意一个或多个。可选的，第一电容，与所述同步降压式变换电路中的第一直流电压源并联。可选的，所述控制器包括：依次连接的运算放大电路、比较电路以及或非门。可选的，所述运算放大电路包括：预定单片机、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、稳压二极管以及预定运算放大器；其中，所述第一电阻的一端与所述传感器采样电路输出端和所述第二电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端与所述第三电容的一端连接，所述第三电容的另一端与所述第三电阻的一端、所述第四电容的一端、所述第二电阻的另一端以及所述预定运算放大器的反相输入端连接，所述第三电阻的另一端与所述第五电容的一端连接，所述第五电容的另一端与所述第四电容的另一端、所述预定运算放大器的输出端以及所述第四电阻的一端连接；所述第五电阻的一端与所述预定单片机的输出端连接，所述第五电阻的另一端与所述第六电容的一端所述预定运算放大器的同相输入端连接，所述预定运算放大器的同相输入端接地，所述第六电容的另一端与所述运算放大器连接，所述第六电容的另一端接地，所述第七电容的一端与所述运算放大器连接，所述第七电容另一端接地，所述稳压二极管的输入端与所述第七电容的另一端连接，所述稳压二极管的输出端与所述第四电阻的另一端连接；其中，所述比较电路包括：第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第六电阻以及预定比较器；所述预定比较器的同相输入端与所述稳压二极管的输出端连接；所述第八电容的一端与所述第六电阻的一端连接，所述第八电容的另一端与所述预定比较器连接；所述第六电阻的另一端与所述预定比较器连接；所述第九电容的一端与所述第六电阻的一端连接，所述第九电容的另一端与所述预定比较器连接；所述第十电容的一端与所述预定比较器的接地端连接，所述第十电容的另一端与所述预定比较器连接；所述第十一电容的一端与所述预定比较器的接地端连接，所述第十一电容的另一端与所述预定比较器连接；所述预定比较器的接地端接地；所述或非门的第一输入端与所述比较电路的第一输出端连接，所述或非门的第二输入端与所述比较电路的第二输出端连接，所述或非门的输出端与所述第一驱动电路和第二驱动电路的输入端连接。可选的，所述传感器采样电路包括：预定电流传感器、第二电感、第三电感、第十二电容、第十三电容、第十四电容、第十五电容、第七电阻、第八电阻；其中，所述第一电感的输出端与所述预定电流传感器的输入端连接，所述预定电流传感器的输出端与所述第二电容的正极连接；所述第二电感的一端加负电压，所述第二电感的另一端与所述第十二电容的一端和所述预定电流传感器连接；所述第三电感的一端加正电压，所述第三电感的另一端与所述第十三电容的一端和所述预定电流传感器连接；所述第七电阻的一端与所述预定电流传感器、所述第八电阻的一端以及所述第十四电容的一端连接，所述第七电阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体激光器电源电路，其特征在于，包括：同步降压式变换电路、控制器、传感器采样电路、第一驱动电路、第一开关管、负载；其中，所述控制器与所述同步降压式变换电路中第二驱动电路连接；所述传感器采样电路一端与所述同步降压式变换电路中第一电感的输出端连接，另一端与所述控制器连接；所述第一驱动电路的一端与所述第一开关管的第一端连接，另一端与所述控制器连接；所述第一开关管的第二端与所述负载的连接，第三端与所述同步降压式变换电路中的第二电容连接。

【技术特征摘要】
1.一种半导体激光器电源电路，其特征在于，包括：同步降压式变换电路、控制器、传感器采样电路、第一驱动电路、第一开关管、负载；其中，所述控制器与所述同步降压式变换电路中第二驱动电路连接；所述传感器采样电路一端与所述同步降压式变换电路中第一电感的输出端连接，另一端与所述控制器连接；所述第一驱动电路的一端与所述第一开关管的第一端连接，另一端与所述控制器连接；所述第一开关管的第二端与所述负载的连接，第三端与所述同步降压式变换电路中的第二电容连接。2.如权利要求1所述的半导体激光器电源电路，其特征在于，所述同步降压式变换电路包括：第一直流电压源、第二驱动电路、第二开关管、第三开关管、所述第一电感、所述第二电容；其中，所述第一直流电压源的正极与所述第二开关管的第二端连接，负极与所述第三开关管的第三端和所述第二电容的负极连接；所述第二开关管的第一端与所述第二驱动电路连接，第三端与所述第一电感的输入端和所述第三开关管的第二端连接；所述第三开关管的第一端与所述第二驱动电路连接；所述第一电感的输出端与所述第二电容的正极连接。3.如权利要求1或2所述的半导体激光器电源电路，其特征在于，在开关管的第二端连接并联电路的一端，在开关管的第三端连接并联电路的另一端，其中，所述并联电路由电容和二极管并联组成，所述开关管为所述第一开关管、第二开关管和第三开关管中的任意一个或多个。4.如权利要求1所述的半导体激光器电源电路，其特征在于，还包括：第一电容，与所述同步降压式变换电路中的第一直流电压源并联。5.如权利要求1所述的半导体激光器电源电路，其特征在于，所述控制器包括：依次连接的运算放大电路、比较电路以及或非门。6.如权利要求5所述的半导体激光器电源电路，其特征在于，所述运算放大电路包括：预定单片机、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、稳压二极管以及预定运算放大器；其中，所述第一电阻的一端与所述传感器采样电路输出端和所述第二电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端与所述第三电容的一端连接，所述第三电容的另一端与所述第三电阻的一端、所述第四电容的一端、所述第二电阻的另一端以及所述预定运算放大器的反相输入端连接，所述第三电阻的另一端与所述第五电容的一端连接，所述第五电容的另一端与所述第四电容的另一端、所述预定运算放大器的输出端以及所述第四电阻的一端连接；所述第五电阻的一端与所述预定单片机的输出端连接，所述第五电阻的另一端与所述第六电容的一端所述预定运算放大器的同相输入端连接，所述预定运算放大器的同相输入端接地，所述第六电容的另一端与所述运算放大器连接，所述第六电容的另一端接地，所述第七电容的一端与所述运算放大器连接，所述第七电容另一端接地，所述稳压二极管的输入端与所述第七电容的另一端连接，所述稳压二极管的输出端与所述第四电阻的另一端连接；其中，所述比较电路包括：第八电容、第九电容、第十...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺涛，郑毅，杨爱武，朱虹，刘爽，田晓霞，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十一研究所，
类型：新型
国别省市：北京,11