[发明专利]大电流脉冲LD激光器驱动电源

说明书

技术领域

本发明涉及用于激光器的驱动电源，特别涉及一种大电流脉冲LD激光器驱动电源。 

背景技术

当前，LD(Laser Diode，激光二极管)激光器的驱动电流通常都是连续型与小电流脉冲型的，而涉及大电流脉冲型LD激光器的驱动电源还很少。而且，现有的脉冲型激光器驱动电源都存在以下的问题： 

1)、受应用的限制，输出脉冲电流幅值与脉冲宽度都比较小，因而只能用在小功率激光器上。 

2)、由于驱动电源中所采用的驱动脉冲电平生成电路与控制驱动电路设计不合理，使得输出电流脉冲通常存在脉冲宽度随电流幅值大小、电流脉冲频率改变而变化的问题，这通常也会导致激光器光输出的不稳定性。 

3)、目前，大部分大电流脉冲型LD激光器驱动电源都是针对特定负载而设计。当负载改变或者增减同一LD负载的个数时，驱动电源的参数都得重新设计调整，因此，适应负载能力差。 

4)、目前的LD激光器驱动电源在智能性及远程控制性上远远不够，尤其是在某些需要考虑安全问题而需远程控制的专用场合或者在经常都需要改变频率、脉宽、大小等的场合使用时调节不方便。 

5)、目前的LD激光器驱动电源在对LD负载的保护与对电源本身的保护电路设计上还不够合理。通常，当故障发生时，存在保护电路响应不够及时或者不响应等情况。 

发明内容

本发明的目的是克服现有的用于脉冲LD激光器的驱动电源所存在的功率小、输出电流脉冲不稳定、适应负载能力差等缺陷的基础上，从而提供一种适用于大电流脉冲LD激光器且具有较强负载适应能力的驱动电源。 

为了实现上述目的，本发明提供了一种大电流脉冲LD激光器驱动电源，包括储能电容、AC-DC充电单元、放电单元、控制驱动单元以及单片机控制单元；其中，与外部电源相连的AC-DC充电单元连接到所述的储能电容，所述的储能电容连接到所述的放电单元，所述的单片机控制单元通过所述控制驱动单元分别对所述的储能电容、AC-DC充电单元、放电单元进行控制；所述放电单元包括用于计算外部负载的电压降的偏置电路，所述偏置电路包括第一MOS管、第一电阻、第二电阻、第一可变电阻以及第一电容；所述第一MOS管的漏极与外部负载的阴极端相连，所述第一MOS管的源极通过第一电阻连接到地，所述第一MOS管的栅极通过第二电阻连接到第一可变电阻器以取得一恒定电压值，且所述第一MOS管的栅极还通过第一电容连接到地以稳定电压。 

上述技术方案中，所述放电单元包括放电部分电路，所述放电部分电路将多个储能电容的电量同时提供给外部负载。 

上述技术方案中，所述放电单元还包括用于实现电流稳流输出的反馈控制环路，所述反馈控制环路包括运算放大器、第一三极管、第二三极管、第二可变电阻、采样电阻、第五电阻、第六电阻、第五电容； 

其中，所述运算放大器的正向输入端接地，所述运算放大器的反向输入端通过所述第二可变电阻连接到外部的Drive接线端，所述采样电阻上的电压信号通过第五电阻与第五电容的并联结构后也连接到所述运算放大器的反向输出端；所述运算放大器的输出经过第一三极管、第二三极管推挽放大后，经由第六电阻驱动所述放电部分电路中的放电管的栅极端。 

上述技术方案中，所述的充电单元包括用于提供稳定电平的第三电容、第四电容，用于控制电路断开或闭合的第一开关管、第二开关管，以及串联谐振部分；其中，所述的串联谐振部分包括依次连接的第二电容、第一变压器、第一电感； 

所述充电单元将所获得的电能存储在所述第三电容与第四电容串联后的储能电容里，并且所述第三电容、第四电容串联后并联到所述的第一开关管、第二开关管串联后的支路上，所述第二电容连接到所述第三电容、第四电容的连接点，所述第一电感连接到所述第一开关管、第二开关管的连接点。 

上述技术方案中，所述的充电单元还包括用于为第三电容、第四电容均压的第三电阻、第四电阻；所述第三电阻、第四电阻并联在所述第三电容、第四电容的两端，在电源停止工作后泄放第三电容、第四电容所储存 的电能。 

上述技术方案中，所述的充电单元还包括用于对所述第一开关管、第二开关管的关断和导通进行控制的控制芯片。 

上述技术方案中，所述的控制驱动单元包括脉冲调节电路；所述脉冲调节电路包括用于控制输出脉冲的最大电流幅值的控制信号的Vref接线端，用于控制实际输出脉冲电流幅值的控制信号的DA_OUT接线端，用于控制实际输出脉冲宽度的控制信号的TTL接线端，以及第二运算放大器、第三三极管、第四三极管、第二MOS管；其中，