[实用新型]一种带有自动温控的恒流源式半导体激光器驱动电路

说明书

本实用新型涉及一种带有自动温控的恒流源式半导体激光器驱动电路，包括单片机控制模块、恒流源驱动模块、温控模块和电源模块，所述恒流源驱动模块包括加法电路、恒流源电路和限流保护电路，所述单片机控制模块输出通道与加法电路连接，经加法电路叠加运算后输入恒流源电路，所述限流保护电路和恒流源电路连接激光器，所述温控模块连接激光器的半导体制冷器，所述电源模块用于给驱动电路提供电源。采用单片机作为微控制器，控制激光器电流大小，微控制器输出的电流控制信号运用加法电路叠加后通过恒流源方式对激光器驱动，为防止激光器过流损坏，设置限流保护电路。同时，为确保激光器在最佳温度点工作，温控芯片对激光器温度自动调整。

技术领域

本实用新型涉及恒源驱动且自动温控的激光器领域，尤其涉及一种带有自动温控的恒流源式半导体激光器驱动电路。

背景技术

半导体激光器是电流注入型半导体PN结光发射器件，具有体积小、重量轻、直接调制、宽带宽、转换效率高、高可靠和易于集成等特点，被广泛应用。由于半导体激光器是一种高功率密度并具有极高量子效率的器件，其对于电冲击的承受能力较差，电流微小的变化将导致光功率输出的极大变化和器件参数的变化，这些变化直接危及器件的安全使用，因而在实际应用中对驱动电源的性能和安全保护有着很高的要求。另外一方面，半导体激光器是功耗型有源器件，工作过程中的温度对其输出特性会有明显影响，而且温度过高将导致半导体激光器老化甚至损坏，因此需要将温度控制在激光器适合的工作温度，这样才能使激光器输出功率稳定，延长激光器的使用寿命。

由于半导体材料对温度和电流十分敏感，微小的变化都会引起激光器功率较大的波动，即对激光器的驱动电路提出了更高的要求，一旦电路中出现过流，半导体激光器很容易烧坏。

目前，对半导体激光器的恒流驱动及温度控制还有很多需要解决的问题。譬如恒流驱动输出的电流精度；温度控制过程中，对温度的监测精度不高等。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种带有自动温控的恒流源式半导体激光器驱动电路，旨在解决现有半导体激光器恒源驱动及温度控制不精准的问题。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种带有自动温控的恒流源式半导体激光器驱动电路，包括单片机控制模块、恒流源驱动模块、温控模块和电源模块，所述恒流源驱动模块包括加法电路、恒流源电路和限流保护电路，所述单片机控制模块输出通道与加法电路连接，经加法电路叠加运算后输入恒流源电路，所述限流保护电路和恒流源电路连接激光器，所述温控模块连接激光器的半导体制冷器，所述电源模块用于给驱动电路提供电源。

进一步地，所述单片机控制模块包括微控制器，所述微控制器的型号为STM32F106ZET6，输出两路DAC通道，分别设置激光器偏置电流和调制电流。

进一步地，所述加法电路包括第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器，所述第一运算放大器和第二运算放大器输入端正极分别连接微控制器的两路DAC通道，输出端经电阻连接第三运算放大器输入端正极，第三运算放大器的输出端连接恒流源电路，加法电路输出的信号作为恒流源电路的输入信号。

进一步地，所述恒流源电路包括第四运算放大器、电位器和第一N-MOS管，输入信号经第四运算放大器运算后控制第一N-MOS管的导通，所述电位器连接第四运算放大器，用于调整第四运算放大器的静态工作点。

进一步地，所述限流保护电路包括降压转换器和与所述降压转换器连接的第五运算放大器、第六运算放大器和第二N-MOS管，所述限流保护电路输出限流信号且限流信号为定值的电流值。

进一步地，所述温控模块包括温控芯片和与所述温控芯片相连的电阻桥电路，电阻桥电路用于监控激光器热敏电阻的分压，所述温控芯片的型号为MAX1978。