基于单片机的半导体激光器电源控制系统的设计

　　如图3所示，该恒流源由运放U1和三极管T1，达林顿管Q2进行电流放大，再通过U2放大反馈，从而实现恒流输出。TQ2以大功率达林顿管为调整管，将其接成射极输出的形式，半导体激光器(LD)作为负载串联在达林顿管的发射极，通过控制达林顿管的基极实现对激光器电流的控制。本设计要求电路最大能输出3 A工作电流，这就要求推动达林顿管的基极电流也比较大，但因集成运算放大器一般工作在小电流状态，不能直接推动达林顿管正常工作，即使勉强推动其工作也会造成集成运算放大器本身功耗过大，温升过高，影响电路的输出精度，所以采用小功率三极管T1推动大功率达林顿管工作。采样电阻接在激光器下端，采样信号经过由U2组成的同相比例放大环节放大后再接回到U1的反相输入端，构成电流负反馈电路，达到输出恒流的目的。

　　2.3激光功率的稳定控制

　　光功率反馈采用外部监测光电二极管的输出光电流，由放大器再经A／D转换后送CPU处理，得出控制量，调整激光器的工作电流，从而进行激光功率的闭环控制。

　　温度控制在本系统中采用了半导体制冷来实现，这是一种热电制冷器，只要控制流过温控器电流的大小和方向，就能对激光器进行制冷或加热，从而控制激光器的工作温度。

　　2.4保护电路

　　虽然慢启动电路消除了高频冲击电流的危害，但不能有效地防止直流或低频电流过载对半导体激光器的危害，因此，应当设立过载保护电路。一般可采用限流式保护电路。若长时间工作于短路的情况下，过热仍然会导致调整管的损坏，此时可以采取截流式保护电路。过电压保护的精度主要取决于稳压二极管，而其工作点是随流经稳压管的电流和环境温度变化的，因此，设计上必须选用稳定电压的温漂非常小的稳压管。

3软件设计

　　本系统软件采用模块化的结构设计，自顶向下，逐步细化，利用子程序构成各模块，如初始化模块、键盘模块、显示模块等。主程序流程图如图4所示。

　　在主程序流程中，系统上电复位后，开始进行各模块初始化，然后调显示子程序，显示数据，再调键扫描子程序，若有键按下，则调相应的键功能程序，若无键按下，则循环调用显示程序。

4结 语

　　本文中设计的半导体激光器驱动电源的控制系统通过慢启动电路、恒流源电路和光功率反馈电路等，解决了恒流和在工作温度范围内输出功率的不稳定问题，稳定度较高。