中心議題：

• 半導體激光管驅動電源設計與實現

解決方案：

• 增大電感、減小ton都可以減小紋波
• 采用了電流負反饋電路

半導體激光管(LD)和he普pu通tong二er極ji管guan采cai用yong不bu同tong工gong藝yi，但dan電dian壓ya和he電dian流liu特te性xing基ji本ben相xiang同tong。在zai工gong作zuo點dian時shi，小xiao電dian壓ya變bian化hua會hui導dao致zhi激ji光guang管guan電dian流liu變bian化hua較jiao大da。此ci外wai電dian流liu紋wen波bo過guo大da也ye會hui使shi得de激ji光guang器qi輸shu出chu不bu穩wen定ding。二er極ji管guan激ji光guang器qi對dui它ta的de驅qu動dong電dian源yuan有you十shi分fen嚴yan格ge的de要yao求qiu；輸出的直流電流要高
、電流穩定及低紋波係數
、高(gao)功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)等(deng)。隨(sui)著(zhe)激(ji)光(guang)器(qi)的(de)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)不(bu)斷(duan)加(jia)大(da)，需(xu)要(yao)高(gao)性(xing)能(neng)大(da)電(dian)流(liu)的(de)穩(wen)流(liu)電(dian)源(yuan)來(lai)驅(qu)動(dong)。為(wei)了(le)保(bao)證(zheng)半(ban)導(dao)體(ti)激(ji)光(guang)器(qi)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)，需(xu)要(yao)對(dui)其(qi)驅(qu)動(dong)電(dian)源(yuan)進(jin)行(xing)合(he)理(li)設(she)計(ji)。並(bing)且(qie)隨(sui)著(zhe)高(gao)頻(pin)
、低開關阻抗的MOSFET技術的發展，采用以MOSFET為核心的開關電源出現，開關電源在輸出大電流時，紋波過大的問題得到了解決。

youyudadianliujiguangerjiguanjiageanggui
，erqiehenrongyishoudaoguodianya
，guodianliusunshang，suoyigaogonglvjinjinyoudadianliukaiguanmokuaihaibunengmanzugaogonglverjiguanjiguangqideyaoqiu，haixuyaoxiangyingdebaohudianlu。yaobaozhengdianya、電流不要過衝。因此，需要提出一整套切實可行的技術措施
，來滿足高功率二極管激光器的需要。

1 係統構成

裝置輸入電壓為24 V
，輸出最大電流為20 A，根據串聯激光管的數量輸出不同電壓。如果采用交流供電，前端應該采用AC／DC作相應的變換。該裝置主要部分為同步DC／DC變換器

，其原理圖如圖1所示。

Vin為輸入電壓，VM1、VM2為MOSFET
，VM1導通寬度決定輸出電壓大小，快恢複二極管和VM2共同續流電路，整流管的導通損耗占據最主要的部分

，因此它的選擇至關重要
，試驗中選用通態電阻很低的M0SFET。電感
、電容組成濾波電路。測量電阻兩端電壓與給定值比較後，通過脈衝發生器產生相應的脈寬
，保持負載電流穩定。VM1關斷
，快恢複二極管工作，快恢複二極管通態損耗大
，VM2接著開通續流，減少係統損耗。

2 工作原理

VM1導通ton時，可得： 公式，電流紋波為： 公式，VM1關斷，電流通過VD續流
，接著VN2導通。由於VM2的阻抗遠小於二極管阻抗，因此通過VM2續流。VMl、VN2觸發脈衝如圖2所示。圖2中td為續流二極管導通時間。

二極管消耗的功率為P=VtdI0。一般快恢複二極管壓降0．4 V，當電流20 A時，二極管消耗功率為0．8 W。如采用MOSFET，則消耗的功率將小很多。本實驗采用威世半導體公司的60 A的MOSFET
，其導通等效電阻為0．0022 Ω。當電流為20 A時，消耗功率約為0．088 W。

由電流紋波公式可知，增大電感
、減小ton都可以減小紋波。為了不提高電感容量
，實驗中采用200 kHz的工作頻率

，其中電感選用4．8-μH，根據公式可得激光管壓降2 V時紋波電流約為1 000 mA。
[page]
係統采用了電流負反饋電路，以適應激光二極管的要求。當負載變化，電流略大於給定電流時
，減小ton寬度，電壓降低。電流略小於給定電流時，增加ton寬度，這樣可以維持電流穩定。圖3所示為脈衝發生器結構。
其仿真結果如圖4所示。 3 實驗結果

實驗曲線如圖5所示，實驗數據為輸入電壓12 V，輸出電壓2 V左右，測量電阻0．0025 Ω，最大輸出電流20 A。

實驗中用50 A的2個二極管串聯作為負載，輸入電壓12 V時，不同電流下輸出及效率如表1所示。