一种提高脉冲恒流源可靠性的方法与流程

本发明是一种电源电路，尤其是涉及一种激光器的脉冲恒流源可靠性的电路。

背景技术：

在可调激光器的领域，需要为激光器提供稳定而可靠的恒流源，恒流源的输出不能有大电流冲击，且需稳定可靠地运行。

在本技术中，采用如图1所示的电路为激光器提供可靠地恒定电流，该电路包括压控恒压源电路1、激光器保护电路2和充放电反馈电路3；压控恒压源电路从压控输入端Vset输入控制电压通过隔离光耦和放大器构成的电压跟随器改变N沟道MOS管的栅极电压，以控制MOS管的沟道宽度，达到改变输出电流大小的作用，激光器保护电路采用电阻限流的方式以保证激光器LD在最大功率时的可靠性，充放电反馈电路能防止上电时，运算放大器输出端输出突变高电压使MOS管的漏源极间阻抗过小。

技术实现要素：

本发明的目的是提高脉冲恒流源可靠性的电路，能够提供稳定可靠的半导体激光器电源电路。

本发明的目的是通过以下技术措施实现的。

一种提高激光器脉冲恒流源可靠性的电路，包括压控恒压源电路、激光器保护电路和充放电反馈电路，所述压控输入端Vset与光耦相连，控制光耦开关，光耦通过可调节的5V直流电源输出到反馈电路的放大器输入正端，放大器的输入正端与公共地端通过电阻R4相连，R4的作用是在没有高电平输入时，可以使放大器输入正端稳定地处于低电平状态，防止可能出现的高电平干扰使其误动作。放大器设计为电压跟随器隔离输出控制N沟道MOS管的栅极以调节MOS管的沟道带宽，达到控制激光器的工作电流，激光器保护电路由R1、R2、MOS管和激光器负载LD组成，最大功率下的电流由R1、R2和MOS管的电阻决定，因此，采用R1、R2作为对负载激光器最大功率的限制电阻，由于电阻随温度的升高增大，因此，选取适当的电阻R1和R2即可以保护激光器LD在额定功率范围内正常工作而不至于损坏激光器，以达到保护激光器负载的作用，为激光器用脉冲恒流源的供电电路提高了可靠性。

为了保护本发明提高脉冲恒流源可靠性电路的负载，所述的供电电路还包括充放电反馈电路，所述充放电反馈电路包括电容C、电阻R3和采样电阻R2，所述采样电阻R2连接在MOS管的源极并与地相连，充放电反馈电容与电阻R3串联连接在MOS管的栅极和源极之间。激光器在上电后，压控输入端Vset输入高电平，光耦导通，电压跟随器控制MOS管栅极改变导通带宽，以控制电流。通过取样电阻R2和R3对电容C充电，逐步达到设定的电压值，使MOS管的栅极电压平滑上升，而同时有电流从MOS管漏极向源极流出，并经过采样电阻R2流入公共地端，该电流在未达到要求的情况下，电容C仍然会持续充电，电容C的另一端也在逐步充电，以达到负反馈的效果。在此过程同时，电压跟随器输入端电压也随之变化，导致正端电压逐步上升，达到输入端最大电压即不再上升；当压控输入端需要供电电流变小时，其原理和上述变化一样，只是电容C在放电，放电过程是逐步的，因此可以逐渐减小MOS管的带宽，减小MOS管漏源极电流，压控输入端周期性循环的高低电平控制，以达到控制电流的功能。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

图1为现有技术中提高脉冲恒流源可靠性的电路原理图。

图2为现有技术中提高脉冲恒流源可靠性电路原理图的另一种形式。

图3为现有技术中提高脉冲恒流源可靠性电路原理图的等效替换形式。

具体实施方式

具体实施方式可以用多种方式达到此目的，现先以图1的电路原理图说明。

如图1所示，本发明的提高脉冲恒流源可靠性的电路，包括压控输入端电路Vset、光耦隔离电路、充放电反馈电路和激光器保护电路。所述压控输入端电路与所述光耦隔离电路相连，光耦隔离与所述充放电反馈电路的放大器输入正端相连，放大器的输出端与所述激光器保护电路的N沟道MOS管的栅极相连，激光保护器由R1、R2、负载激光器和N沟道MOS管串联组成，R2为采样电阻与公共地端相连，充放电电路的电容C连接在放大器的输入负端和输出端之间，同时放大器的输入负端连接R3再连接到MOS管的源极。

其中，为了保护本发明脉冲恒流源的供电电路上的负载激光器，防止MOS管的栅极电压出现突变，使提供给负载的恒定供电电流出现电流冲击，上述激光器的恒流源供电电路还设置有充放电反馈电路3，所述充放电反馈电路3包括放大器、电容C和电阻R3，电容C和电阻R3串联，R3与采样电阻相连，电容C连接在MOS管的栅极和放大器的输入负端并与R3另一端相连。

本发明提高脉冲恒流源可靠性电路的工作原理如下。

在本发明提高激光器脉冲恒流源可靠性的电路上电后，压控输入端Vset输入高电平，光耦导通，放大器构成的电压跟随器控制MOS管栅极带宽导通，逐步给电容C充电，逐步达到设定的电压值，使MOS管的栅极电压平滑上升，MOS管的导通带宽逐步扩大，而同时有电流从MOS管漏极向源极流出，电流也随之逐步增加，并经过采样电阻R2流入公共地端，由于采样电阻的存在，反馈电容C的另一端也同时充电，使电容C端的电压平稳上升，在此过程同时，电压跟随器输入端电压也随之变化，导致正端电压逐步上升，达到输入端最大电压即不再上升；当压控输入端Vset输入低电平，光耦关断，电压跟随器上的电压降为0V，由于电容C此时放电，放电过程是逐步的，因此可以逐渐减小MOS管的带宽，减小电流，压控输入端周期性循环，以达到控制电流的功能。激光器保护电路由R1、R2、MOS管和负载激光器LD组成，最大功率下的电流由R1、R2和MOS管的电阻决定，因此，采用R1、R2作为对负载激光器最大功率的限制电阻，Vcc=I*R1+I*R2+I*Rmos+VLD，I=Vcc/（R1+R2+Rmos），I≈Vcc/R1+R2（Rmos的内阻可忽略不计），由于电阻随温度的升高增大，因此，根据激光器的参数选取适当的电阻R1和R2即可以保护激光器在额定功率范围内正常工作而不至于损坏激光器，以达到保护激光器负载的作用。

如图2所示，本发明的提高脉冲恒流源可靠性的电路，本电路原理图是图1的另外一种形式，原理相同，故此不再赘述。

如图3所示，本发明的提高脉冲恒流源可靠性的电路，本电路原理图是图1的等效替换形式，唯一差别是用电流传感器U4替代了采样电阻R2，电流传感器得到一个与原边电流成正比的大小为几伏的输出电压信号经过R3对电容C反馈，对电容C充电，使电容C端的电压平稳上升，在此过程同时，电压跟随器输入端电压也随之变化，导致正端电压逐步上升，达到输入端最大电压即不再上升；当压控输入端Vset输入低电平，光耦关断，电压跟随器上的电压降为0V，由于电容C此时放电，放电过程是逐步的，因此可以逐渐减小MOS管的带宽，减小电流，压控输入端周期性循环，以达到控制电流的功能。

根据上述内容，按照本领域的普遍应用技术手段，在不脱离本发明上述基本技术思路的前提下，本发明还可以做出其它形式的等效修改、替换或变更，如上述激光器保护电路的组成和充放电反馈电路或采用其它相同电气特性的电路以作替代，均可实现本发明的目的。