基于DSP的高稳定性双路可控激光电源的开发与研究文案版.ppt

研究现状 对半导体激光器的研究，我国起步较晚，对其电源的研究上也大多继承国外成熟的理论。 在现有的产品中，为了满足激光器对电流注入的要求，都使用线性电源作为输出电流调节。但是线性电源体积大，效率低，功率小，应用领域受到较大限制。 相比之下，国外激光电源已取得不错的成果，电路集成化高，智能化程度高，但是价格昂贵 研究现状 随着激光技术的发展，激光电源的应用领域越来越广阔，研制实用低廉的产品，将具有广阔的市场前景本设计，摒弃传统的线性电源设计，采用效率更高的开关电源，并且合理的器件选型，设计出的恒流源集成度高，可控性强，稳定性好，成本低，具有较高的市场应用价值。 研究目标 设计出两路独立的输出电流满足要求的低噪声、高稳定性的恒流源电路，并配合激光系统的打标控制卡，实现基于DSP的控制，使其满足两个目标光纤激光器的正常工作。 激光电源的尺寸及目标设计参数： 目标负载 电源特点 系统的硬件设计 系统硬件设计 辅助电源的设计 恒流源电路的设计 采样放大电路的设计 输入输出隔离滤波电路的设计 有源滤波电路的设计 控制电路的设计 系统结构图 电源正面核心器件 电源背部核心器件 系统的软件设计 主程序流程图 中断程序设计 TMS320F28035主要资源分配情况 输出电流及纹波波形 激光现场调试场景 应用前景 * * * * 团队成员：薛慧云 张巍峰 指导教师：车延博 滕 文 学 校： 天津大学 基于DSP的高稳定性双路可控激光 电源的开发与研究 研究目标 研究现状 系统设计 应用前景 恒流源I 恒流源II DC24V DC24V 20V~30V 20V~30V 600KHZ 600KHZ DC10A DC10A 1.9V 10.8V 2% 2% K98S02F-10.00W-R KA3F-30.00W-R 100W 240W 参数 功率等级 额定输入电压 输入电压范围 开关频率 额定输入电流 输出电压 纹波系数 目标负载 恒流源 I 激光负载主要特性： ? 出纤功率10W ? 光纤芯径 105μ m ? 0.22N.A. ? 波长 915nm, 940nm, 976nm ? 带1040nm-1100nm防反射功能 应用领域： ? 光纤激光器泵源 ? 医学 ? 材料处理 恒流源II激光负载 主要特性： ? 出纤功率 30W ? 光纤芯径 105μ m ? 0.22N.A. ? 波长 915nm, 940nm, 976nm ? 带 1030nm-1200nm 防反射功能 应用领域： ? 光纤激光器泵源 ? 医学 ? 材料处理 体积小 重量轻 集成度高 稳定性强 应用广 纹波系数小 主电路图 DSP28035 DC24V输入 滤波电感 滤波电感 MOSFET 恒流源II输出 恒流源II输出 AD8226 SN74LVC4245A MOSFET AD8226 采样 电阻 模块 管脚 映射 IO GPIO16-GPIO23 上位机电流设定P0-P7输入 GPIO5 GPIO40 对应4种告警信号的输出 GPIO27 E1-C （LM3150使能） GPIO31 E2-C （使能恒流源I） Xint GPIO30 E3-C （使能恒流源II） AD ADCINA7 LIGHT_P1（种子源脉冲电流检测） GPIO2 ADCINA6 LIGHT_P2（高反脉冲电流检测） PLATCH(锁存信号输入） ADCINA0 TS-1-P(温度检测) eCAP eCAP1 TTL-PR PWM6A CUR-REF（占空比可调PWM输出） PWM PWM3A 频率跟踪脉冲输出 电流由开启到稳态再到到关闭的一个完整的过程 恒流源在稳态时的交流纹波波形 由图可以看出，激光器输出光功率正常，可以实现光功率的连续稳定可调 恒流源的应用领域非常广阔，然而不少应该用恒流源供电的场合，不适当的使用了稳压电源。以下是恒流源的应用： 光纤激光器 各种辉光放电光源。如光谱仪中的氢、氘，电影放映机中的灯，铟灯等等 半导体器件的参数测量 校验电流表 各种标准灯（如光强度标准灯）