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“AG亚博”浅析半导体激光管LD的电源设计

AG亚博真人 科技 2021年06月25日
本文摘要:半导体激光管(LD)和普通二极管使用的工艺不同,但电压和电流特性基本相同。在工作点,微小的电压变化不会引起激光管电流的微小变化。此外,过大的电流纹波不会使激光输入不稳定。 二极管激光器对其驱动电源有非常严格的排斥;输入DC电流低,电流稳定,纹波系数低,功率因数低。随着激光器输出功率的大幅提高,它必须由高性能、大电流的稳流电源驱动。 为了保证半导体激光器长期工作,必须合理设计驱动电源。随着高频低功耗MOSFET技术的发展,以MOSFET为核心的开关电源经常出现。

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半导体激光管(LD)和普通二极管使用的工艺不同,但电压和电流特性基本相同。在工作点,微小的电压变化不会引起激光管电流的微小变化。此外,过大的电流纹波不会使激光输入不稳定。

二极管激光器对其驱动电源有非常严格的排斥;输入DC电流低,电流稳定,纹波系数低,功率因数低。随着激光器输出功率的大幅提高,它必须由高性能、大电流的稳流电源驱动。

为了保证半导体激光器长期工作,必须合理设计驱动电源。随着高频低功耗MOSFET技术的发展,以MOSFET为核心的开关电源经常出现。当开关电源输入大电流时,解决了纹波过大的问题。

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1.系统包含的器件输出电压为24V,电流后输入电压为20A。根据串联的激光管数量输入不同的电压。如果使用交流电源,前端应使用交流/DC进行正确转换。

该装置的主要部分是一个实时DC/DC转换器,其原理图如图1右图所示。Vin为输出电压,VM1和VM2为MOSFETs,VM1的导通宽度需要输入电压。

慢全恢复二极管和VM2结合续流电路,整流管的导通损耗占据最重要的部分,所以它的自由选择很重要。在实验中,与低导通电阻的M0SFET配合使用。

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电感和电容构成一个滤波电路。在测量电阻器两端的电压并将其与相等的值进行比较之后,脉冲发生器产生适当的脉冲长度以保持阻抗电流稳定。VM1变频器,慢全恢复二极管工作,慢全恢复二极管通态损耗大,VM2再开通流量和续流,增加系统损耗。

2工作原理VM1变频器,电流通过VD续流,然后VN2导通。因为VM2的电阻几乎大于二极管电阻,所以它通过VM2续流。

vm1和VN2启动时的脉冲如图2右图所示。图2中的Td是续流二极管的导通时间。二极管消耗的功率为P=VtdI0。

一般慢全恢复二极管的压降为0.4V,电流为20A时,二极管的功耗为0.8W,如果使用MOSFET,功耗会小很多。本实验采用VIA半导体有限公司生产的60A的MOSFET,其导通状态等效电阻为0.0022。当电流为20A时,功耗约为0.088W。


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