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p 电路与设计
一种?¤泵浦固体激光器电源的设计
图‘慢启动电路原理
一种?¤泵浦固体激光器电源的设计
东南大学
顾宝良
De s i g n of LD Pu m p in g Sol id La s e r -g ene ra tor P o we r Su pp l y
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摘要?半导体?¤泵浦固体激光器对电源要求很高?需要电源具有慢启动和微机控制激光功率的功能?同时应具有抗电网浪涌和滤除噪声以及保护等功能"文章介绍了这种新型?¤激光器电源的电路原理和微控制程序"
关键词?泵浦?电网浪涌?慢启动?微控制器分类号?′?’”?
文献标识码?￠
文章编号?‘??–?–?——?’??‘‰‘‘???”—??’
半导体二极管?¤泵浦固体激光器?以下简称
?¤激光器‰以其发热少!光泵耦合方便!结构设计
简单?安装灵活方便!工作稳定!牢固耐用等优点被广泛应用在激光血管内照射血液??????‰治疗仪中作为激光泵浦源"但是?这种?¤激光器在电路装配或工作过程中易受电压!电流或静电荷浪涌的冲击而造成损坏"同时?由于这种?¤激光器不能承受电流突变的浪涌冲击"因此?对使用功能不完善的简单电源?¤激光器来说?在每次开机时?必须在接通电源后?再慢慢地将激光器的工作电流调到需要的适当值"而每次关机时?又必须先将激光器的工作电流慢慢地调到零?然后再关闭电源"这对激光器的工作很不安全?也给?????激光血疗仪的使用带来极大的不便"
为此?要设计一个好的?¤激光器电源?就必须保证?¤激光器能在各种类型的浪涌冲击情况下安全工作?包括?¤激光电源的任意开启和关闭"因此?新型半导体激光器的电源除了具有一定的电源稳定输出外?还应针对?¤激光器的安全工作的特殊要求?在电源电路中设计一系列的保护措施"
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?¤激光器电源的慢启动电路
为使?¤激光电源能任意开启和关闭而不损
坏?可以在?¤激光电源电路中安排一个慢启动电路?以使电源开启和关闭时?¤激光器的正向电流i F 可以随时间缓慢变化?从而保证?¤激光器不因电源开启和关闭而损坏"其慢启动电路的原理图如图‘所示"
图中??é为输入直流稳定电压??闭合表示电源开启的?é接入瞬间"2￡为充电电路?随着电容
￡上充电电压的上升?负值‰?°?°型三级管′‘由截止进入导通状态?直至饱和导通"由于电感?有减缓电流增长速度的作用?而′’的导通电流可同时提供给?¤激光器作供电电流i F ?因此流过?¤激光器的供电电流也必然是慢速增加的"
由图中可以看出??¤供电电流i F 的增长速度取决于2￡的数值"合理选取2￡的值便可以确定
i F 的增加时间"
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?¤电源电流可调的实现
在?????激光血疗仪中?往往要对固体激光器
的光功率在一定范围内进行调整输出"调节光功率的方法有很多?有用挡光板或偏振片的机械光学原理方法调节的?也有利用?¤发光功率与驱动电流之间的对应关系来调节驱动电流的方法来实现光功率调节的"本?????血疗仪就采用了后一种光功率调节方法?这种方法要求?¤激光器的供电电源设
计有输出电流可调系统"?¤激光器驱动电流和输出光功率的对应关系如表‘所列"
由表中数据可知?当驱动电流为???í?时??
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5国外电子元器件6’??‘年第‘‘期’??‘年‘‘月
激光器输出光功率为‘“?“í·?经光纤光针耦合后的输出光功率大于?í·?可满足?????血疗仪的
要求?而?¤激光器的阈值驱动电流为“??í??笔者将?¤电源的电流可调范围定为??“*‘?"
要实现?¤电源输出电流可调?可将图‘电路中′’的基极电阻2‘用可调电阻2·?23替换?具体电路如图’所示"图中?23为一个固定的起始电阻?用以防止′’电流太大而进入饱和"当2·??时?′’基极电阻为23?此时基极电流最大"因而′’的输出电流?￡’也达到最大值?￡íá??‘?"而当2·调节到最大值2í时?′’的基极电阻为23?2í?此时的基极电流最小?因而′’的输出电流?￡’也为最小?￡íé????“?"假设?é为’”??′’管的B ?‘???
并忽略′‘!′’管导通电压?￠￥???‰和?上的压降时?可选用23?’?”?8?2·
为?*??–?8的电位
器?可调电阻‰"
“
?¤电源电流可调的控制系统
在实际的激光血疗仪中?如果使用可调电阻来调节输出电流é|?将有可能由于电位器的频繁旋转而使得滑片与电阻丝之间的某些接触点脱离?从而使可变电阻在调节过程中不断出现断路点"这些断路点将使输出电流é|产生突变而形成脉冲电流从而损坏?¤激光器"为了改善电流调节的安全可靠性?可以用单片微机控制系统来实现?¤电源输出电流的可调功能"另外?采用单片微机系统?还可以进一步增加?¤电源的使用功能?如显示!定时和报时功能等"
?¤电源的单片微机控制系统是采用美国-é2?ò??èéD技术公司的°?￡系列微控制器°?￡‘–￡??"该单片机采用精简指令集!两级流水线
指令结构和哈佛?¨áò?áò?‰双总线结构?是一个高性价比的?位嵌入式微控制器"同时?该单片机还具有工作电压低?最低工作电压可为“?‰!功耗低
?“??“’?¨ú时钟下的工作电流为‘?L ?‰!输出驱动?￥¤能力大以及编程方便等优点"
其单片微控制器系统电路如图“所示"图中¤??转换器¤?￡??“’和集成运放?|“?–可将微控制器°?￡‘–￡??的2￠口输出的数字信号转化为模拟控制电压?这样可以直接控制′’的基极来调节输出电流é|"
在微控制器系统开机时?首先将双掷开关?‘!?’打向高电平一边"2￡—口由?‘接向高电平?系统软件进入预置状态?从而使用户可以设置电源输出电流范围"调整3‘*3”四个按键可将?¤电源的输出电流调到所需值"此时?再按下3?确认键以确认电流范围"而2￡?口的红色指示灯点亮则表示系统已进入输出等待状态"再将双掷开关?‘!?’打向低电平一边?使绿灯熄灭?2￡—由?‘
接向低电
图“°?￡‘–￡??微控制器系统电路原理
图’
实现?¤电源输出电流可调原理电路
?”??低失真有源混频器?¤?“‘的工作原理及应用
空军雷达学院杨加功石雄彭世蕤
P r inc i p l e and A pp l ica t ion of Lo w Dis tort ion Act iv e M ixe r AD831
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摘要??¤?“‘是美国?¤公司生产的单片低失真混频器?它采用双差分模拟乘法器混频电路"文中介绍了?¤?“‘的工作原理!内部电路!引脚排列及功能说明?最后给出了?¤?“‘在频踪式雷达本振中的应用电路"
关键词?混频器?射频?本振?中频??¤?“‘
分类号?′?——“文献标识码?￠文章编号?‘??–?–?——?’??‘‰‘????”???”
p电路与设计
混频器在广播!通信!电视等外差式设备及频率合成设备中具有广泛的应用?它是用来进行信号频率变换并可保持调制性质不变的电路组件?其性能对整个系统有着举足轻重的作用"?¤?“‘是?¤公司生产的低失真!宽动态范围的单片有源混频器?它输入输出方式多样?使用灵活方便"
‘?¤?“‘的组成及主要特点
?¤?“‘由混频器!限幅放大器!低噪声输出放大器和偏置电路等组成?主要用于¨|和?¨|接收机中射频到中频的频率转换等场合"?¤?“‘采用双差分模拟乘法器混频电路?具有?’”?￠í三阶交叉点?且三阶互调失真小?同时有?‘??￠í的‘?￠压缩点?线性动态范围大?它的本振输入信号仅需要?‘??￠í"同无放大器的混频器相比?它不仅省去了对大功率本振驱动器的要求?而且避免了由大功率本振带来的屏蔽!隔离等问题?因而大大降低了系统费用??¤?“‘的本振和射频输入频率均可达到???-¨ú?中频输出方式有两种差分电流输出和单端电压输出?在采用差分电流输出时?输出频率可达
低失真有源混频器?¤?“‘的工作原理及应用
平?系统进入输出状态?按下3–键?则微控制系统
从慢启动程序开始控制?¤电源并向?¤激光器供
电"这时?3‘*3”四个按键?可调节?¤电源输出电
流é
|?以实现?¤激光器功率的调节"同时?3‘*3”
还兼作工作时间的调节以控制激光血疗时间"另外?
电路中还安排了语音提示电路"在电源进入稳定工
作以后?如果发生异常情况?则可按下3–键以使系
统软件控制?¤电源停止供电?来保护?¤激光
器"微控制器系统软件程序框图如图”所示"该微控
制器?¤电源与?¤激光器已成功设计应用在??2
???绿光血疗仪中?目前正在试用?效果良好"
参考文献?
‘?梁国忠等?激光电源电路?兵器工业出版社?
‘????‘’
’?窦振中?°?￡系列单片机原理和程序设计?北京
航空航天大学出版社?‘????‘?
“?戴特立?半导体二极管泵浦固体激光器?四川
大学出版社?‘??“
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微控制器软件流程图