一种用于光纤激光器泵浦的半导体激光器驱动电源

对半导体激光器的延时软启动保护是通过单片机软件实现的，这样可以简化硬件电路，也可以减小外界干扰对电路的影响。当上电时，单片机输出一启动控制信号，使高速开关Q1(图2所示)处于导通状态，这时输入电压被置零，延时2．5s后启动控制信号由高电平逐渐变为零，开关管Q1缓缓关断，输入的电压从0软起到预设值，整个过程为4．5s。

3 软件设计
系统软件主程序流程如图4所示，上电后复位，进行初始化，然后调显示子程序，用于显示安限电流和实际输出电流的大小。外部中断0和外部中断1分别对应安限电流设置按钮和输出电流设置按钮，按键扫描子程序用来判断是否有按键按下。若无键按下，则循环调用显示程序：若有键按下，则调相应的按键功能程序，计算出相应的电流值大小，然后调用显示子程序。对输出电流的PID算法软件闭环控制子程序如图5所示。当采样电流和设置电流的偏差大于10mA时，采用PD算法，这样可以加快响应时间，快速跟踪设定值：当偏差值小于10mA时，采用PID算法，消除控制误差，减小震荡；当偏差小于1mA时，保持不变，防止系统震荡，增强系统的稳定性。

稳定度=1．366×10-4，稳定度较高，符合设计要求。

给图2中Q1加入频率为1k的开关控制信号时，电源工作在脉冲状态下，模拟负载两端的电压波形如图7所示：电流没有过冲，上升时间为14．854 μs，下降时间为1．777 μs，速度较快，符合要求。

5 结论
所设计的半导体激光器驱动电路有过流、软启动、抗击浪涌保护功能，基于PID算法的内部软件闭环控制与外部硬件电路负反馈闭环控制的设计，大大提高了系统的稳定性。同时以单片机为主控芯片，实现了恒流源数控、数采和电流实时显示功能。本电源可以为用于泵浦光纤激光器的激光二极管注入恒定的工作电流。