Admin二极管泵浦固体激光器(DPL)作为表演工具,在城市美化、广告和舞台表演上应用越来越多。在DPL 系统中,电源是一个重要组成部分,它直接影响着DPL的工作稳定性和寿命。电源由两部分构成:二极管激光器(LD)驱动和LD 及倍频晶体的温度控制。由于表演系统使用环境恶劣且是商业用途,对电源的基本要求是可靠性高、寿命长。 LD 是恒流驱动,在脉冲或直流状态下工作。因此,电路结构设计为电流放大器形式,并采用MOSFET 为核心的功率输出电路。驱动电源直流供电采用以UC3842 为核心的电流调制式开关电源。温度控制电路用NTC 元件作为温度传感器,比例调节半导体致冷器( TEC) 的电流或电压,简单有效地实现精确温度控制。同时,为了DPL 在高频短脉冲调制与直流工作下,激光亮度有一致的视觉效果,设计了外控输入识别处理电路,自动增加高频脉冲调制时的LD驱动电流幅值。加上电源自身与负载的保护措施,整个电源可靠、紧凑、高效,达到了预期目的。
(1)管脚数量少,外围电路简单,价格低廉;
(2)电压调整率很好,可达0.01%;
(3)负载调整率明显改善;
(4)频响特性好,稳定幅度大;
(5)具有过流限制、过压保护和欠压锁定功能。
对于电流型控制芯片,用它设计的开关电源反应更快,适合于负载大电流脉冲工作。但开关电纹波大,影响LD寿命。必须对开关电源的高、低频纹波、控制环节引起的纹波、共模噪声进行不同方式的抑制,使纹波大大低于普通开关电源,确保达到无害LD的程度。可靠性和电磁兼容在设计中也始终被考虑,确保研制的是一款适合LD工作的高品质开关电源。另外,考虑到是小功率供电,应用范围又较窄,顾及成本,电源中没有加入PFC 电路。
电源的基本指标:输入为AC 85~260V,输出为DC5V/10A,满载时纹波峰峰值小于30mV。
与普通电源不同,DPL 电源保护是对电源和负载两个方面。对负载必须保证LD能在各种类型的浪涌冲击情况下安全工作,包括LD电源的任意开启和关闭。因为,仅3ns宽度的瞬态电压或电流尖峰,都能引起激光二极管内部小平面的瞬时过热,造成损伤。
因此,电源电路中设计了一系列的负载保护电路。比如慢启动、电源电压检测、电源浪涌电流抑制、快速吸收负载上电压及电流尖峰、输出端开路或短路保护、功率MOSFET过流保护等多种安全措施。这些保护在启动电源工作时在线检测以确定电路的工作状态,当检测到电路处于非正常工作状态时关断功率MOSFET输出,如工作正常,再打开功率输出,提供激光二极管工作所需电流。
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