本發(fā)明屬于電子設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于PID控制的高穩(wěn)定度激光產(chǎn)生電路。

背景技術(shù)：

光纖激光器以其低閾值、高功率、高光束質(zhì)量、可靠性好、結(jié)構(gòu)緊湊和散熱性好等諸多優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于激光光纖通訊、激光空間遠(yuǎn)距通訊、工業(yè)造船、汽車制造、激光雕刻、激光打標(biāo)、激光切割、印刷制輥、金屬非金屬鉆孔/切割/焊接(銅焊、淬水、包層以及深度焊接)、軍事國(guó)防安全、醫(yī)療器械儀器設(shè)備等領(lǐng)域。光纖激光器是利用摻稀土元素光纖作為增益介質(zhì)的激光器。光纖激光器在光纖放大器的基礎(chǔ)上開發(fā)而來，由泵浦源、稀土元素?fù)诫s光纖、諧振腔三個(gè)基本要素組成，其工作原理是：泵浦源產(chǎn)生的泵浦波長(zhǎng)上的光子被摻雜光纖吸收，使其中的稀土元素離子躍遷到較高的能級(jí)，形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)；在自發(fā)或受激的條件下，稀土元素離子由高能級(jí)回到低能級(jí)并同時(shí)釋放出相應(yīng)能量的光子；在光纖激光器的光纖諧振腔中上述過程構(gòu)成正反饋，從而形成激光振蕩輸出。

在光纖激光器中，必須由一個(gè)激光產(chǎn)生電路(泵浦源)為整個(gè)光纖激光器提供能量源，作為光纖激光器的核心部分，泵浦源最主要的技術(shù)指標(biāo)主是輸出激光的穩(wěn)定度，在各種激光產(chǎn)生電路中，由蝶形激光器模塊和電流驅(qū)動(dòng)器、溫度控制器組成的系統(tǒng)由于其使用方便、功能豐富、穩(wěn)定性高、易于集成等優(yōu)點(diǎn)被廣泛使用，與本發(fā)明最接近的現(xiàn)有技術(shù)是本課題組于2014年申請(qǐng)的發(fā)明專利“一種高穩(wěn)定度光纖激光器泵浦源”，申請(qǐng)?zhí)枮?014103102505，該文獻(xiàn)中，以蝶形激光器模塊為發(fā)光源，由穩(wěn)定性很高的恒流驅(qū)動(dòng)器和恒溫控制器對(duì)其進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和控溫，除蝶形激光器模塊進(jìn)行控溫外，對(duì)系統(tǒng)其它部分核器件也進(jìn)行了控溫，有效地提高了輸出激光的穩(wěn)定度，但該技術(shù)還存在一定缺陷：一、驅(qū)動(dòng)器采取的是普通的線性比例的控制方式，而蝶形激光器模塊屬于電光轉(zhuǎn)換器件，轉(zhuǎn)換過程輸出光信號(hào)和輸入電信號(hào)不可避免地會(huì)出現(xiàn)延遲現(xiàn)象，當(dāng)需要頻繁改變功率時(shí)，輸出功率會(huì)無法準(zhǔn)確快速地跟上電信號(hào)的變化，或者改變驅(qū)動(dòng)電流時(shí)，輸出光功率會(huì)在目標(biāo)功率附近發(fā)生振蕩現(xiàn)象；二、系統(tǒng)中沒有超溫保護(hù)措施，一旦蝶形激光器模塊產(chǎn)生的熱量超出溫控器的控溫能力或者溫控器出現(xiàn)故障時(shí)，激光器溫度會(huì)急劇上升，很容易燒壞蝶形激光器模塊?；谏鲜銮闆r，目前在激光器產(chǎn)生電路中，尤其是在穩(wěn)定性和安全性方面還有需要進(jìn)一步解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服背景技術(shù)中的不足，提供一種高穩(wěn)定度、高安全性的激光產(chǎn)生電路。

本發(fā)明的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案解決：

一種基于PID控制的高穩(wěn)定度激光產(chǎn)生電路，結(jié)構(gòu)有激光器模塊1、功率控制模塊2和溫度控制模塊3，其特征在于，所述的功率控制模塊2由功率設(shè)置模塊21、功率取樣模塊22、PID運(yùn)算模塊23、LD驅(qū)動(dòng)模塊24和超溫?cái)嚯娔K25構(gòu)成；

所述的功率設(shè)置模塊21的結(jié)構(gòu)為，電阻R1的一端接電源VCC，另一端接穩(wěn)壓二極管D1的陰極和滑動(dòng)變阻器W1的一端，穩(wěn)壓二極管D1的陽極和滑動(dòng)變阻器W1的另一端接地，滑動(dòng)變阻器W1的滑線端接電阻R2的一端，電阻R2的另一端接運(yùn)放U1A的同相輸入端，運(yùn)放U1A的反相輸入端接電阻R3的一端和電阻R4的一端，輸出端接電阻R4的另一端，并作為功率設(shè)置模塊21的輸出端，記為端口P_set，電阻R3的另一端接地，運(yùn)放U1A的正、負(fù)電源端分別接電源VCC和地；

所述的功率取樣模塊22的結(jié)構(gòu)為，電阻R5的一端接運(yùn)放U1B的同相輸入端，并作為功率取樣模塊22的一個(gè)輸入端，與激光器模塊1的端口PD+相連，電阻R5的另一端接運(yùn)放U2A的同相輸入端，并作為功率取樣模塊22的另一個(gè)輸入端，與激光器模塊1的端口PD-相連，運(yùn)放U1B的反相輸入端和輸出端之間接電阻R6，運(yùn)放U1B的輸出端作為功率取樣模塊22的輸出端，記為端口P_F，運(yùn)放U1B的反相輸入端還接電阻R7的一端和電阻R8的一端，電阻R8的另一端接電阻R9的一端、電阻R10的一端和運(yùn)放U2A的反相輸入端，電阻R10的另一端接地，電阻R7的另一端和電阻R9的另一端接運(yùn)放U2A的輸出端，運(yùn)放U2A的正、負(fù)電源端分別接電源VCC和電源VEE；

所述的PID運(yùn)算模塊23的結(jié)構(gòu)為，電阻R11的一端接運(yùn)放U2B的反相輸入端，另一端作為PID運(yùn)算模塊23的反饋輸入端，記為端口P_F_in，并與功率取樣模塊22中的端口P_F相連，電阻R12的一端接運(yùn)放U2B的同相輸入端，另一端作為PID運(yùn)算模塊23的設(shè)置輸入端，記為端口P_set_in，并與功率設(shè)置模塊21中的端口P_set相連，運(yùn)放U2B的同相輸入端通過電阻R14接地，反相輸入端和輸出端之間接電阻R13，電阻R15的一端接運(yùn)放U2B的輸出端，另一端接運(yùn)放U3A的反相輸入端，運(yùn)放U3A的同相輸入端通過電阻R16接地，反相輸入端和輸出端之間接電阻R17，運(yùn)放U3A的輸出端接電阻R18的一端，電阻R18的另一端接運(yùn)放U4B的反相輸入端；電阻R19的一端接運(yùn)放U2B的輸出端，另一端接運(yùn)放U3B的反相輸入端，運(yùn)放U3B的同相輸入端通過電阻R20接地，反相輸入端和輸出端之間接電容C1，輸出端接電阻R21的一端，電阻R21的另一端接運(yùn)放U4B的反相輸入端；電阻R22的一端接運(yùn)放U2B的輸出端，另一端接電容C2的一端，電容C2的另一端接電容C3的一端、電阻R24的一端和運(yùn)放U4A的反相輸入端，電容C3的另一端和電阻R24的另一端接運(yùn)放U4A的輸出端和電阻R25的一端，運(yùn)放U4A的同相輸入端通過電阻R23接地，電阻R25的另一端接運(yùn)放U4B的反相輸入端；運(yùn)放U4B的同相輸入端通過電阻R27接地，反相輸入端和輸出端之間接電阻R26，輸出端作為PID運(yùn)算模塊23的輸出端，記為端口I_ctr；運(yùn)放U3A和運(yùn)放U4A的正電源端接電源VCC，負(fù)電源端接電源VEE；

所述的LD驅(qū)動(dòng)模塊24的結(jié)構(gòu)為，電阻R28的一端接運(yùn)放U5B的同相輸入端，另一端作為L(zhǎng)D驅(qū)動(dòng)模塊24的電流控制輸入端，記為端口I_ctr_in，并與PID運(yùn)算模塊24的端口I_ctr相連，運(yùn)放U5B的同相輸入端作為L(zhǎng)D驅(qū)動(dòng)模塊24的超溫控制輸入端，記為端口Alert_ctr_in，并與超溫?cái)嚯娔K25的端口Alert_ctr相連，運(yùn)放U5B的反相輸入端和輸出端之間接電容C4，反相輸入端還接電阻R29的一端和電阻R30的一端，電阻R29的另一端接電源VCC，電阻R30的另一端接可調(diào)電阻W2的一端和運(yùn)放U5A的輸出端，可調(diào)電阻W2的另一端接電阻R31的一端，電阻R31的另一端接運(yùn)放U5A的反相輸入端，運(yùn)放U5A的同相輸入端和反相輸入端分別與電阻R32的一端和電阻R33的一端相連，電阻R32的另一端接電阻Rs1的一端和場(chǎng)效應(yīng)管Q1的源極，電阻R33的另一端接電阻Rs1的另一端，還接激光器模塊1的端口LD+，場(chǎng)效應(yīng)管Q1的漏極接電源VCC，柵極接運(yùn)放U5B的輸出端，運(yùn)放U5A的正、負(fù)電源端分別接電源VCC和地；

所述的超溫?cái)嚯娔K25的結(jié)構(gòu)為，電阻R34的一端接電源VCC，另一端接三極管Q2的基極，并作為超溫?cái)嚯娔K25的輸入端，接激光器模塊1的端口NTC+，三極管Q2的集電極接三極管Q3的基極和電阻R35的一端，三極管Q2的發(fā)射極接三極管Q3的發(fā)射極和電阻R39的一端，電阻R39的另一端接地，電阻R35的另一端接可調(diào)電阻W3的一端，可調(diào)電阻W3的另一端接電源VCC，三極管Q3的集電極接電阻R36的一端和電阻R37的一端，電阻R36的另一端接電源VCC，電阻R37的另一端接三極管Q4的基極，三極管Q4的發(fā)射極接電源VCC，集電極掃電阻R38的一端和場(chǎng)效應(yīng)管Q5的柵極，電阻R38的另一端接地，場(chǎng)效應(yīng)管Q5的源極接地，漏極作為超溫?cái)嚯娔K25的輸出端，記為端口Alert_ctr，接LD驅(qū)動(dòng)模塊24的端口Alert_ctr_in，所述的三極管Q2和三極管Q3為NPN型三極管，三極管Q4為PNP型三極管。

本發(fā)明的一種基于PID控制的高穩(wěn)定度激光產(chǎn)生電路中，功率控制模塊2中所用的各器件的優(yōu)選參數(shù)為，電阻R1：9.1kΩ，電阻R2～電阻R4均為10kΩ，電阻R5：1.5kΩ，電阻R6、電阻R7、電阻R9、電阻R10均為180kΩ，電阻R8：20kΩ，電阻R11～電阻R16均為10kΩ，電阻R17：20kΩ，電阻R18：10kΩ，電阻R19、電阻R20均為20kΩ，電阻R21：10kΩ，電阻R22：200kΩ，電阻R23：150kΩ，電阻R24：180kΩ，電阻R25～電阻R28均為10kΩ，電阻R29：1MΩ，電阻R30：10kΩ，電阻31：200kΩ，電阻R32～電阻R34均為10kΩ，電阻R35：200kΩ，電阻R36：100kΩ，電阻R37：20kΩ，電阻R38、電阻R39均為10kΩ，電阻Rs1：0.1Ω，滑動(dòng)變阻器W1：10kΩ，可調(diào)電阻W2：200kΩ，可調(diào)電阻W3：100kΩ，電容C1、電容C2均為1uF，電容C3：22pF，電容C4：0.47uF，穩(wěn)壓二極管D1：2.5V，場(chǎng)效應(yīng)管Q1：IRF540，場(chǎng)效應(yīng)管Q5：k1482，三極管Q2、三極管Q3均為2N3904，三極管Q4：2N3906，運(yùn)放U1A和運(yùn)放U1B是型號(hào)為L(zhǎng)M358P的集成雙運(yùn)放的兩個(gè)工作單元，運(yùn)放U2A和運(yùn)放U2B是第二個(gè)型號(hào)為L(zhǎng)M358P的集成雙運(yùn)放的兩個(gè)工作單元，運(yùn)放U3A和運(yùn)放U3B是第三個(gè)型號(hào)為L(zhǎng)M358P的集成雙運(yùn)放的兩個(gè)工作單元，運(yùn)放U4A和運(yùn)放U4B是第四個(gè)型號(hào)為L(zhǎng)M358P的集成雙運(yùn)放的兩個(gè)工作單元，運(yùn)放U5A和運(yùn)放U5B是第五個(gè)型號(hào)為L(zhǎng)M358P的集成雙運(yùn)放的兩個(gè)工作單元，電源VCC為+12V，電源VEE為-12V。

本發(fā)明的一種基于PID控制的高穩(wěn)定度激光產(chǎn)生電路中，所述的激光器模塊1優(yōu)選捷迪訊LC96蝶形封裝激光器模塊。

本發(fā)明的一種基于PID控制的高穩(wěn)定度激光產(chǎn)生電路中，所述的溫度控制模塊3為現(xiàn)有技術(shù)，可用任何能實(shí)現(xiàn)溫度控制的電路構(gòu)成，也可參考中國(guó)專利CN2007100559129(高穩(wěn)定度恒溫控制器)或中國(guó)專利CN2010102701027(基于熱電制冷器的寬電源功耗限制型恒溫控制器)中的設(shè)計(jì)。

有益效果：

1、本發(fā)明在功率控制模塊中加入了PID運(yùn)算電路對(duì)驅(qū)動(dòng)電流進(jìn)行控制，可有效提高輸出光功率的穩(wěn)定性，且有效防止了在改變驅(qū)動(dòng)電流時(shí)輸出光功率的振蕩現(xiàn)象。

2、本發(fā)明在功率控制模塊中加入了超溫?cái)嚯娍刂齐娐?，?dāng)激光器模塊的工作溫度超過設(shè)定的預(yù)警溫度時(shí)會(huì)自動(dòng)切斷驅(qū)動(dòng)電流，有效防止由于工作溫度過高導(dǎo)致的激光器模塊損壞，提高了系統(tǒng)的安全性。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明一種基于PID控制的高穩(wěn)定度激光產(chǎn)生電路的整體原理框圖。

圖2是本發(fā)明所用的激光器模塊的封裝及引腳示意圖。

圖3是功率設(shè)置模塊21的原理電路圖。

圖4是功率取樣模塊22的原理電路圖。

圖5是PID運(yùn)算模塊23的原理電路圖。

圖6是LD驅(qū)動(dòng)模塊24的原理電路圖。

圖7是超溫?cái)嚯娔K25的原理電路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，說明本發(fā)明各部分電路的具體結(jié)構(gòu)和工作原理。附圖中所標(biāo)參數(shù)為各實(shí)施例的優(yōu)選電路參數(shù)。

實(shí)施例1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

如圖1所示，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有激光器模塊1、功率控制模塊2和溫度控制模塊3，所述的功率控制模塊2由功率設(shè)置模塊21、功率取樣模塊22、PID運(yùn)算模塊23、LD驅(qū)動(dòng)模塊24和超溫?cái)嚯娔K25構(gòu)成，功率控制模塊2和溫度控制模塊3均和激光器模塊1相連，功率控制模塊2向激光器模塊1提供驅(qū)動(dòng)電流，通過驅(qū)動(dòng)電流的大小控制輸出光功率的大小，由功率設(shè)置模塊21設(shè)置所需的功率(以電壓形式輸出)，功率取樣模塊22通過激光器模塊1中集成的光電二極管(PD)對(duì)輸出光功率進(jìn)行取樣并轉(zhuǎn)換成電壓，然后與功率設(shè)置模塊21設(shè)置的電壓在PID運(yùn)算模塊23中進(jìn)行求差并進(jìn)行PID運(yùn)算，運(yùn)算的結(jié)果輸出到LD驅(qū)動(dòng)模塊24并控制其輸出到激光器模塊1的驅(qū)動(dòng)電流，進(jìn)而控制激光器模塊1的輸出光功率，由于PID運(yùn)算模塊的自動(dòng)控制作用，使得輸出光功率能夠準(zhǔn)確、快速、穩(wěn)定地按照功率設(shè)置模塊21所設(shè)置的功率進(jìn)行變化，同時(shí)超溫?cái)嚯娔K25通過激光器模塊1中集成的熱敏電阻(NTC)對(duì)激光器模塊的工作溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)溫度超過安全溫度時(shí)，超溫?cái)嚯娔K25會(huì)輸出一個(gè)控制信號(hào)，將LD驅(qū)動(dòng)模塊24關(guān)斷，此時(shí)，無論功率設(shè)置模塊21設(shè)置的功率是多少，LD驅(qū)動(dòng)模塊24均不向激光器模塊1輸出驅(qū)動(dòng)電流，溫度控制模塊3負(fù)責(zé)控制激光器模塊的工作溫度。

實(shí)施例2激光器模塊

本實(shí)施例的激光器模塊1選用捷迪訊LC96蝶形封裝激光器模塊，其封裝及引腳示意圖如圖2所示，該激光器模塊內(nèi)部集成了激光二極管LD、光電二極管PD、熱電制冷器TEC和熱敏電阻NTC，該模塊共有14個(gè)引腳，其中6腳、7腳、8腳、9腳、12腳均為空引腳(NC)，1腳和14腳分別是內(nèi)部熱電制冷器的兩個(gè)電流輸入端(端口TEC+和端口TEC-)用于和溫度控制模塊3的電流輸出端口相連，2腳和5腳是內(nèi)部集成熱敏電阻的兩個(gè)接線端口(端口NTC+和端口NTC-)，用于和溫度控制模塊3的熱敏電阻輸入端相連，端口NTC+還和超溫?cái)嚯娔K25的輸入端相連，3腳和4腳為內(nèi)部集成光電二極管的兩個(gè)接線端口(端口PD+和端口PD-)，此二端口輸出的電流大小反應(yīng)了光功率的大小，此二端口與功率取樣模塊的兩個(gè)輸入端相連，用于將輸出光功率轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，10腳和11腳是內(nèi)部激光二極管的陽極和陰極(端口LD+和端口LD-)，其中端口LD-接地，端口LD+與LD驅(qū)動(dòng)模塊24的輸出端相連，由LD驅(qū)動(dòng)模塊24向內(nèi)部集成的激光二極管提供驅(qū)動(dòng)電流控制其輸出光功率，13腳為外殼接地端。

實(shí)施例3溫控模塊

本發(fā)明所述的溫度控制模塊3為現(xiàn)有技術(shù)，具體可參考申請(qǐng)人課題組以前申請(qǐng)的中國(guó)專利CN2007100559129(高穩(wěn)定度恒溫控制器)或中國(guó)專利CN2010102701027(基于熱電制冷器的寬電源功耗限制型恒溫控制器)中的設(shè)計(jì)，溫度控制模塊3有一組電流輸出端，用于驅(qū)動(dòng)熱電制冷器進(jìn)行制冷或加熱，溫度控制模塊3還有一組熱敏電阻輸入端，用于連接熱敏電阻，并將熱敏電阻的阻值變化(阻值的變化反應(yīng)溫度的變化)轉(zhuǎn)換成電壓變化反饋給溫度控制模塊3以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控溫。

實(shí)施例4功率設(shè)置模塊

如圖3所示，所述的功率設(shè)置模塊21的結(jié)構(gòu)為，電阻R1的一端接電源VCC，另一端接穩(wěn)壓二極管D1的陰極和滑動(dòng)變阻器W1的一端，穩(wěn)壓二極管D1的陽極和滑動(dòng)變阻器W1的另一端接地，滑動(dòng)變阻器W1的滑線端接電阻R2的一端，電阻R2的另一端接運(yùn)放U1A的同相輸入端，運(yùn)放U1A的反相輸入端接電阻R3的一端和電阻R4的一端，輸出端接電阻R4的另一端，并作為功率設(shè)置模塊21的輸出端，記為端口P_set，電阻R3的另一端接地，運(yùn)放U1A的正、負(fù)電源端分別接電源VCC和地；通過該模塊中的滑動(dòng)變阻器W1可設(shè)置所需的電壓輸出，進(jìn)而控制最終的輸出光功率。

實(shí)施例5功率取樣模塊

如圖4所示，所述的功率取樣模塊22的結(jié)構(gòu)為，電阻R5的一端接運(yùn)放U1B的同相輸入端，并作為功率取樣模塊22的一個(gè)輸入端，與激光器模塊1的端口PD+相連，電阻R5的另一端接運(yùn)放U2A的同相輸入端，并作為功率取樣模塊22的另一個(gè)輸入端，與激光器模塊1的端口PD-相連，運(yùn)放U1B的反相輸入端和輸出端之間接電阻R6，運(yùn)放U1B的輸出端作為功率取樣模塊22的輸出端，記為端口P_F，運(yùn)放U1B的反相輸入端還接電阻R7的一端和電阻R8的一端，電阻R8的另一端接電阻R9的一端、電阻R10的一端和運(yùn)放U2A的反相輸入端，電阻R10的另一端接地，電阻R7的另一端和電阻R9的另一端接運(yùn)放U2A的輸出端，運(yùn)放U2A的正、負(fù)電源端分別接電源VCC和電源VEE。功率取樣模塊22將激光器模塊1的輸出光功率轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。

實(shí)施例6PID運(yùn)算模塊

如圖5所示，所述的PID運(yùn)算模塊23的結(jié)構(gòu)為，電阻R11的一端接運(yùn)放U2B的反相輸入端，另一端作為PID運(yùn)算模塊23的反饋輸入端，記為端口P_F_in，并與功率取樣模塊22中的端口P_F相連，電阻R12的一端接運(yùn)放U2B的同相輸入端，另一端作為PID運(yùn)算模塊23的設(shè)置輸入端，記為端口P_set_in，并與功率設(shè)置模塊21中的端口P_set相連，運(yùn)放U2B的同相輸入端通過電阻R14接地，反相輸入端和輸出端之間接電阻R13，電阻R15的一端接運(yùn)放U2B的輸出端，另一端接運(yùn)放U3A的反相輸入端，運(yùn)放U3A的同相輸入端通過電阻R16接地，反相輸入端和輸出端之間接電阻R17，運(yùn)放U3A的輸出端接電阻R18的一端，電阻R18的另一端接運(yùn)放U4B的反相輸入端；電阻R19的一端接運(yùn)放U2B的輸出端，另一端接運(yùn)放U3B的反相輸入端，運(yùn)放U3B的同相輸入端通過電阻R20接地，反相輸入端和輸出端之間接電容C1，輸出端接電阻R21的一端，電阻R21的另一端接運(yùn)放U4B的反相輸入端；電阻R22的一端接運(yùn)放U2B的輸出端，另一端接電容C2的一端，電容C2的另一端接電容C3的一端、電阻R24的一端和運(yùn)放U4A的反相輸入端，電容C3的另一端和電阻R24的另一端接運(yùn)放U4A的輸出端和電阻R25的一端，運(yùn)放U4A的同相輸入端通過電阻R23接地，電阻R25的另一端接運(yùn)放U4B的反相輸入端；運(yùn)放U4B的同相輸入端通過電阻R27接地，反相輸入端和輸出端之間接電阻R26，輸出端作為PID運(yùn)算模塊23的輸出端，記為端口I_ctr；運(yùn)放U3A和運(yùn)放U4A的正電源端接電源VCC，負(fù)電源端接電源VEE。功率設(shè)置模塊21的輸出的控制電壓與功率取樣模塊22輸出的反饋電壓在PID運(yùn)算模塊23中比較求差并進(jìn)行PID運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果用于控制LD驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)電流。

實(shí)施例7LD驅(qū)動(dòng)模塊

如圖6所示，所述的LD驅(qū)動(dòng)模塊24的結(jié)構(gòu)為，電阻R28的一端接運(yùn)放U5B的同相輸入端，另一端作為L(zhǎng)D驅(qū)動(dòng)模塊24的電流控制輸入端，記為端口I_ctr_in，并與PID運(yùn)算模塊24的端口I_ctr相連，運(yùn)放U5B的同相輸入端作為L(zhǎng)D驅(qū)動(dòng)模塊24的超溫控制輸入端，記為端口Alert_ctr_in，并與超溫?cái)嚯娔K25的端口Alert_ctr相連，運(yùn)放U5B的反相輸入端和輸出端之間接電容C4，反相輸入端還接電阻R29的一端和電阻R30的一端，電阻R29的另一端接電源VCC，電阻R30的另一端接可調(diào)電阻W2的一端和運(yùn)放U5A的輸出端，可調(diào)電阻W2的另一端接電阻R31的一端，電阻R31的另一端接運(yùn)放U5A的反相輸入端，運(yùn)放U5A的同相輸入端和反相輸入端分別與電阻R32的一端和電阻R33的一端相連，電阻R32的另一端接電阻Rs1的一端和場(chǎng)效應(yīng)管Q1的源極，電阻R33的另一端接電阻Rs1的另一端，還接激光器模塊1的端口LD+，場(chǎng)效應(yīng)管Q1的漏極接電源VCC，柵極接運(yùn)放U5B的輸出端，運(yùn)放U5A的正、負(fù)電源端分別接電源VCC和地。LD驅(qū)動(dòng)模塊24受PID運(yùn)算模塊輸出的電壓控制，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電流，用于控制激光器模塊1的輸出光功率。

實(shí)施例8超溫?cái)嚯娔K

如圖7所示，所述的超溫?cái)嚯娔K25的結(jié)構(gòu)為，電阻R34的一端接電源VCC，另一端接三極管Q2的基極，并作為超溫?cái)嚯娔K25的輸入端，接激光器模塊1的端口NTC+，三極管Q2的集電極接三極管Q3的基極和電阻R35的一端，三極管Q2的發(fā)射極接三極管Q3的發(fā)射極和電阻R39的一端，電阻R39的另一端接地，電阻R35的另一端接可調(diào)電阻W3的一端，可調(diào)電阻W3的另一端接電源VCC，三極管Q3的集電極接電阻R36的一端和電阻R37的一端，電阻R36的另一端接電源VCC，電阻R37的另一端接三極管Q4的基極，三極管Q4的發(fā)射極接電源VCC，集電極掃電阻R38的一端和場(chǎng)效應(yīng)管Q5的柵極，電阻R38的另一端接地，場(chǎng)效應(yīng)管Q5的源極接地，漏極作為超溫?cái)嚯娔K25的輸出端，記為端口Alert_ctr，接LD驅(qū)動(dòng)模塊24的端口Alert_ctr_in，所述的三極管Q2和三極管Q3為NPN型三極管，三極管Q4為PNP型三極管。超溫?cái)嚯娔K25的輸入端接激光器模塊1的端口NTC+，用于監(jiān)測(cè)端口NTC+的電壓，由于激光器模塊1中集成的是負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，因此在溫度較低時(shí)，阻值較高，端口NTC+的電壓也高，此時(shí)三極管Q2導(dǎo)通，三極管Q3和三極管Q4截止，場(chǎng)效應(yīng)管Q5的柵極為低電平，場(chǎng)效應(yīng)管Q5截止，這樣整個(gè)超溫?cái)嚯娔K25相當(dāng)于是從LD驅(qū)動(dòng)模塊24中斷開，不影響LD驅(qū)動(dòng)模塊24的正常工作；當(dāng)溫度升高到設(shè)定的預(yù)警溫度(由可調(diào)電阻W3設(shè)定)時(shí)，端口NTC+的電壓下降到三極管Q2的截止電壓，使得三極管Q2截止，三極管Q3和三極管Q4導(dǎo)通，場(chǎng)效應(yīng)管Q5柵極電壓轉(zhuǎn)為高電平，場(chǎng)效應(yīng)管Q5導(dǎo)通，端口Alert_ctr的電位近似為0，該端口將LD驅(qū)動(dòng)模塊24的輸入端的控制電壓固定到0，因此不會(huì)產(chǎn)生電流輸出，從而切斷了激光器模塊1的驅(qū)動(dòng)電流，當(dāng)溫度重新回到安全范圍內(nèi)，才能重新工作。由于R35+W3>R36，因此該超溫?cái)嚯娔K25具有一定的回差特性，當(dāng)出現(xiàn)超溫?cái)嚯姾?，工作溫度回到低于?bào)警溫度時(shí)不會(huì)立刻恢復(fù)驅(qū)動(dòng)電流，而是需要工作溫度下降到一個(gè)更低的值才能恢復(fù)驅(qū)動(dòng)電流。