基于單片機的半導體激光器電源控制系統的設計

　　如圖3所示，該恒流源由運放U1和三極管T1，達林頓管Q2進(jìn)行電流放大，再通過(guò)U2放大反饋，從而實(shí)現恒流輸出。TQ2以大功率達林頓管為調整管，將其接成射極輸出的形式，半導體激光器(LD)作為負載串聯(lián)在達林頓管的發(fā)射極，通過(guò)控制達林頓管的基極實(shí)現對激光器電流的控制。本設計要求電路最大能輸出3 A工作電流，這就要求推動(dòng)達林頓管的基極電流也比較大，但因集成運算放大器一般工作在小電流狀態(tài)，不能直接推動(dòng)達林頓管正常工作，即使勉強推動(dòng)其工作也會(huì )造成集成運算放大器本身功耗過(guò)大，溫升過(guò)高，影響電路的輸出精度，所以采用小功率三極管T1推動(dòng)大功率達林頓管工作。采樣電阻接在激光器下端，采樣信號經(jīng)過(guò)由U2組成的同相比例放大環(huán)節放大后再接回到U1的反相輸入端，構成電流負反饋電路，達到輸出恒流的目的。

　　2.3激光功率的穩定控制

　　光功率反饋采用外部監測光電二極管的輸出光電流，由放大器再經(jīng)A／D轉換后送CPU處理，得出控制量，調整激光器的工作電流，從而進(jìn)行激光功率的閉環(huán)控制。

　　溫度控制在本系統中采用了半導體制冷來(lái)實(shí)現，這是一種熱電制冷器，只要控制流過(guò)溫控器電流的大小和方向，就能對激光器進(jìn)行制冷或加熱，從而控制激光器的工作溫度。

　　2.4保護電路

　　雖然慢啟動(dòng)電路消除了高頻沖擊電流的危害，但不能有效地防止直流或低頻電流過(guò)載對半導體激光器的危害，因此，應當設立過(guò)載保護電路。一般可采用限流式保護電路。若長(cháng)時(shí)間工作于短路的情況下，過(guò)熱仍然會(huì )導致調整管的損壞，此時(shí)可以采取截流式保護電路。過(guò)電壓保護的精度主要取決于穩壓二極管，而其工作點(diǎn)是隨流經(jīng)穩壓管的電流和環(huán)境溫度變化的，因此，設計上必須選用穩定電壓的溫漂非常小的穩壓管。

3軟件設計

　　本系統軟件采用模塊化的結構設計，自頂向下，逐步細化，利用子程序構成各模塊，如初始化模塊、鍵盤(pán)模塊、顯示模塊等。主程序流程圖如圖4所示。

　　在主程序流程中，系統上電復位后，開(kāi)始進(jìn)行各模塊初始化，然后調顯示子程序，顯示數據，再調鍵掃描子程序，若有鍵按下，則調相應的鍵功能程序，若無(wú)鍵按下，則循環(huán)調用顯示程序。

　　4結 語(yǔ)

　　本文中設計的半導體激光器驅動(dòng)電源的控制系統通過(guò)慢啟動(dòng)電路、恒流源電路和光功率反饋電路等，解決了恒流和在工作溫度范圍內輸出功率的不穩定問(wèn)題，穩定度較高。