脉冲型阵列量子级联激光器驱动电源

设计并研制了一种高精度的可调节阵列量子级联(QC: Quantum Cascale)激光器驱动电源, 以用于中红外多气体检测系统。该系统运用时分复用的思想, 利用并联加串联的方式, 同时驱动多个QC激光器。在硬件方面, 以DSP F28335为主处理器, 采用压控恒流源的原理, 通过大功率半导体器件, 实现脉冲频率(1~10 kHz, 步进0.5 kHz)、 占空比(0.5%~40%, 步进0.5%)、 电流幅值(0~4 A, 步进0.1 A)连续可调的脉冲恒流源。在控制方案上, 采用模拟PI(Proportion Integral)控制算法, 通过两级模拟PI环节的双重反馈方式, 提高了驱动电流的准确性和稳定性。同时, 该系统还设计了电源滤波慢启动电路、 过流保护电路、 过压保护电路、 静电防护电路等, 防止QC激光器被瞬间大电流损坏, 以确保激光器的正常工作。经实验测试, 当设定脉冲电流幅值为2.0 A, 脉冲频率为5 kHz, 脉冲宽度为2 μs时, 输出脉冲电流幅值稳定度优于1.7×10^-3 A, 脉冲宽度稳定度优于2.4×10^-2μs, 脉冲上升时间小于11.9 ns, 脉冲下降时间小于9.6 ns。在同时驱动多个QC激光器长时间测试过程中, 驱动电流稳定, QC激光器发光稳定, 测试指标达到要求。     

基于ADuC812的大功率半导体激光器恒流源设计

恒流源是半导体激光器正常稳定工作的重要保证。根据大功率半导体激光器驱动电源的技术指标要求,设计了基于ADuC812的数控恒流源方案。该恒流源采用大功率MOSFET作为调整管,以霍尔电流传感器作为电流采样反馈,实现了对输出电流的0-50A的线性控制,稳流精度为0．1A。并设计了过流保护电路以及软件上的中值滤波算法,提高了半导体激光器的抗冲击能力和工作稳定性。通过与大功率半导体激光器的联调测试,证明了恒流源的稳定性．达到了设计要求的性能指标。     

基于模糊控制的高精度数控恒流源设计

针对传统数控恒流源恒流校正方法复杂、调整时间较长等缺点,在线性负反馈恒流源基础上,设计了一种新的数控高精度恒流源。该恒流源使用新型微处理器对电流源负载电流进行采样,使用模糊逻辑控制在数字域对采样数据进行处理,将处理结果转换为模拟信号,反馈到恒流源调整器,实现快速数字闭环反馈控制。测试结果表明,在输出电流10mA～2010mA范围内,电流纹波≤0.06mA,输出电流与设定电流相对误差≤1%,电流调节最小步进值为1mA。     

高精度和高稳定性半导体激光器恒流驱动电源

基于输入电流的微小变化可以引起半导体激光器输出波长和功率显著改变的特征,研制了一种高精度、高稳定性半导体激光器恒流驱动电源。该电源利用运算放大器和场效应管组成恒流源电路,消除了供电电源对输出电流特性的影响,使输出电流仅受调谐电压的变化而改变,提高了输出电流的稳定度;采用高精度基准电压源使调谐电压具有极高的输出精度和稳定度,增强了输出电流的精度;电源慢启动电路避免了浪涌及高压静电等对激光器的损坏,限流保护电路使流过激光器的正向电流不超过允许最大电流值,启停控制电路可根据实验需求随时关闭激光器而不影响电路的其他功能,实现了对激光器的可靠保护。测试结果表明,该电源在输出电流0～200 mA范围内连续可调,输出电流精度为0.01 mA,长期稳定度约为0.004%,具有恒流特性好、纹波小、保护电路可靠、抗干扰能力强、成本低、易实现等特点。     

一种线性负反馈可编程电流源的设计

设计了采用线性负反馈结构的可编程电流源,并详细阐述电路的工作原理、设计思路和具体电路参数的计算过程.充分利用各关键元器件的精密、稳定、低噪声、低温漂等良好特性,实现对输出电流的精确控制,输出电流范围为0~1.024 A.该电路在反馈部分采用精密运算放大器对取样电阻的电压进行精准放大,增加系统设计上的灵活性.测试结果表明,该电路性能稳定可靠,电流的输出线性度良好,输出电流误差小,负载调整率低.     

基于XTR110的数控直流电流源设计及研究

本文介绍了精密V/I变换器XTR110的性能参数及用途,指出了普通电流源存在的缺陷并提出了改进思路。最终以16位SPCE061A单片机为核心,配以精密的V/I变换电路XTR110和16位并行D/A转换器AD7846设计制作了一种大电流输出的高精度数控直流电流源。为满足数控直流电流源大电流、大功率输出的要求,所用24V供电电源采取了扩流措施。软件采用C语言编写,应用模块化设计思想,使用软件狗技术使程序可靠运行。所设计的数控直流电流源输出电流范围为0￣10A,且输出任意可调、精度极高、步进精确、纹波电流极小,输出电流预置值利用LCD进行多位显示。     

SoC在数控直流电流源设计中的应用

设计了一种基于SoC芯片C8051F120的数控直流电流源,该系统以闭环负反馈放大电路为恒流源模块,C8051F120为控制核心,利用SoC片上资源DAC和ADC,实现了数控输出步进为1mA、范围为20mA-2000mA的电流,设置和实际输出的电流都由LCD显示,软件采用线性补偿算法提高控制精度。该设计最大限度地降低了系统硬件电路和软件编程的复杂度,电源稳流效果好,控制精度高,系统可靠性较高。     

一种简易数控直流电流源的设计

介绍了一种简易数控直流电流源的设计。该电流源主要由数字控制部分和恒流源产生电路部分组成。其中单片机为系统的核心控制器,此外还包括键盘输入模块、LCD液晶显示模块以及DA转换模块。在电流源中主通路上,选了两个功率比较大的模拟器件LM338和TIP122,能稳定可靠地输出2A的最大电流。     

数控直流电流源的设计与实现

介绍一种数控直流电流源·采用闭环负反馈原理设计数控电流源的方法,以单片机作为核心控制器,通过键盘设置所需的电流值,可进行步进调节,具有电流取值范围大、使用方便灵活等特点·1系统工作原理及结构设计[1]数控直流电流源系统主要包括键盘显示电路、主体控制电路、D/A转换电路、采样反馈电路几部分构成,其整体原理框图如图1所示·用户可以通过键盘进行预置数,再经过D/A将预制数转换为电压信号,来控制电流源的输出电流;通过采样电路日采集实际电流输出值,送回单片机,与预置值进行比较并修正输出值,从而构成闭环控制回路·图1系统整体框…     

基于FPGA的辐射定标电源系统

提出了输出电流精密可调的辐射定标电源的实现方法.以FPGA为系统控制核心,完成键盘输入和输出电流、电压显示,利用D/A芯片来控制输出电流的大小,并采用了数字、模拟反馈电路与最小二乘法相结合的方法来实现输出电流的精密控制.该恒流源的输出电流范围为4～2000mA,步进为0.5mA,能实时显示输出电流和电压值,输出电流与给定电流值的偏差范围为0.1%～0.25%,纹波电流小于0.2mA,输出电压范围在0～12V之间.     

大电流脉冲恒流源系统设计

研究了发动机点火工作中需要的大电流脉冲恒流源系统的设计与实现.系统应用PID控制算法,通过大功率半导体器件,实现了脉冲电流上升时间小于200 μs、脉宽50 ms～150 ms可调[3]、电流0 A-12 A连续可调,可连接0.5 Ω-4 Ω小负载的脉冲恒流源系统.传统恒流源系统提供的电流一般情况下小于12 A.或者电流不是连续可调、或者电流上升时间不满足要求,或者连接的负载过大,都不能满足本系统关于发动机点火要求.与传统恒流源系统相比,本系统具有上升时间短、脉宽可调、电流连续可调、负载小、可靠稳定、可控性好、结构简单等特点.     

精密电压调节器TL431三种应用电路设计

介绍了三种精密电压调节器TL431的应用电路:不平衡直流电桥输出信号的稳定和线性化电路,恒流源电路,4~20mA/0~5V电流/电压转换电路。分析了电路工作原理,给出了电路设计方法。所设计的电路简单、新颖、实用。可广泛用于模拟电子电路,特别是传感器的信号调理电路中。由于采用了精密电压调节器TL431做基准电压源,因此电路精度高,稳定性能好。     

一种频域电磁探测发射机的研究与设计

电磁探测设备是国内外研究的热点.本文通过分析频域电磁探测发射机的拓扑结构,设计了具有上升、下降沿均钳位,且输出电流阶段连接恒流源的发射电路,以及钳位电压源电容、恒流电感值,并建立了系统模型.仿真结果表明,该频域电磁探测发射机能在感性负载较大、发射频率较高的情况下,输出电流幅值大且为常规桥式发射电路3倍,具有交流方波稳定、线性度良好等优点.     

基于混合最优算法的高精度数控直流电源设计

基于单片机与最优化理论,设计并制作出一种数控直流电流源。在传统电路设计的基础上,利用控制系统中反馈与控制原理,引入电流负反馈,使硬件电路工作在闭环状态;综合利用主控制器ATmega128单片机高速处理优势及其内部资源,设计基于遗传算法和直接搜索策略的混合优化算法,并结合PID算法,形成软件闭环控制。实现对输出电流的精确控制,提高电流源输出电流的稳定度及电流源带负载能力。本数控直流电流源恒流输出电流范围为10mA-4000mA可调,输出恒流调整步长1mA、10mA、100mA可选,实测电流与预置电流误差不大于1mA。本装置人机交互界面友好,工作状态和各种参数显示清晰,并可实现负载过流报警和记录故障持续时间等功能。     

功耗均衡式50 A恒流源关键技术研究

为解决用电设备高稳定性以及高可靠性的恒定电流问题, 设计了一套恒流源系统。设计通过低灵敏度功率放大管冗余并联的方法提高了系统的可靠性, 通过高精度基准电压源以及基于加法器采样的电流串联负反馈方法提高系统的稳定性。同时对影响功率放大管功耗均衡的因素进行了系统分析, 选用功率三极管2N3055进行多管并联均流, 并通过风洞式一体化散热器对功率三极管进行等温梯度散热, 实现了恒流源系统的功耗均衡。实验结果表明, 系统能在保证较高的可靠性和低于0.982‰(输出电流50A时)稳定度的同时, 输出0～50 A连续可调的大电流, 输出功率达到了350 W, 实现了功耗均衡。     

基于脉冲注入调制的LD光功率-电流-电压特性测试系统

为精确测试半导体激光器(LD)的光功率-电流-电压(LIV)特性,提出一种基于脉冲注入调制的方法,并据此研制新型的LD脉冲测试系统.系统通过给被测LD注入脉冲宽度、周期及幅度连续可调的脉冲电流,采集恒功或恒流工作LD的工作电流、两端电压、背光电流和输出光功率等信息,绘制LD的LIV特性曲线,并以此推断LD的性能.采取低占空比的脉冲注入,有效抑制了LD有源区温度升高,保证了测试的可靠性和准确性.实验结果表明,脉冲电流的稳定度达到10-4,系统满足设计要求,其性能优于连续测试系统.     

一款大电流宽电压开关稳压电源的设计

本文以新型脉宽调制(PWM)集成控制器ST3845、精密可调集成稳压器TLA31以及大功率VMOS场效应管为核心器件,设计了一款具有大电流输出和宽范围输出电压连续平滑调节功能的新型开关式稳压电源。给出了电路原理图,说明了各部分电路构成,分析了整机及各单元电路的工作原理。     

脉冲驱动电源的设计与性能分析

采用低漂移高精度运算放大器进行恒流控制,时基电路NE555组成的单稳态触发器对脉冲宽度进行调制,设计了串联式脉冲半导体激光器驱动电源。该电源脉宽在0～100ms范围内可调,电流在0～3A范围内可调。通过精心选择元器件,获得了稳定的脉冲电流。另外该电源对激光二极管具有较好的保护功能,可用于激光点火系统。     

数控直流电流源的设计

本系统基于数字闭环反馈控制和精密模拟压控恒流源实现了数控直流电流源的设计。模拟直流源部分采用了低温漂运算放大器与达林顿管构成的压控恒流源。以单片机AT89S52为主控制器,处理器计算出的数字控制量由D/A转换为控制电压,输出给模拟压控恒流源的控制端。系统还针对温漂、控制精度等问题进行了相应的处理。     

应用于MOPA的可编程半导体脉冲种子源激光器的设计与实现

设计出一种高速可编程的半导体脉冲种子源激光器,用于主震荡功率放大器脉冲光纤激光器。具有较大的峰值电流、1 Hz～1 MHz的可调重复频率、20 ns～0.5μs的连续可调整脉冲宽度。测试结果显示此可编程半导体脉冲种子源激光器工作性能稳定可靠。