大功率恒流驱动器设计与实验研究

论文摘要

本论文主要针对大功率半导体激光器的特性,设计出了一种实用的大功率半导体激光器驱动器。该驱动器主要以恒流源驱动方式为主,为半导体激光器提供数值较大的且恒定不变的驱动电流。其设计方案借鉴了集成运放负反馈型恒流源的基本结构。电路主要是由电压基准电路,电压电流转换电路和调整电路组成,它的整体设计思路是运用负反馈原理,使整个闭环反馈系统处于动态的平衡中,从而达到稳定输出电流的目的。为了实现恒流源驱动器的大电流输出的目的,需要在调整电路中采用多个功率MOSFET的并联使用,用以承担较大的输出电流。本论文进而针对驱动器中,多个功率MOSFET并联产生的电流分配不均问题做了详尽的阐述和实验研究,从根本上解决了MOS管并联的均流问题,并最终确定了一种适用于大电流恒流驱动器的方案。另外,要提高驱动器的可靠性与稳定度,必须还要着重考虑一些关键器件的选择与功率MOSFET散热问题的解决,在本论文中对上述问题以及未来的发展方向进行了探讨。

论文目录

• 提要
• 第一章 绪论
• 1.1 半导体激光器发展及应用
• 1.2 半导体激光器的驱动技术
• 第二章 恒流驱动器的工作原理和设计方案
• 2.1 半导体激光电源的基本要求及组成原理
• 2.2 恒流驱动器的总体设计方案
• 2.2.1 恒流源末级驱动电路
• 2.2.2 限流调节电路
• 2.2.3 短路保护电路
• 2.2.4 开关电源模块
• 2.3 功率MOSFET 的使用
• 2.4 输出电流的稳定性分析
• 第三章 功率 MOSFET 的散热设计
• 3.1 功率半导体器件基本散热方式
• 3.2 风冷式散热
• 3.2.1 散热片
• 3.2.2 风扇
• 3.2.3 导热硅胶
• 3.3 散热器的设计
• 3.3.1 功率器件的功率损耗和散热器的耗散功率
• 3.3.2 散热器的热阻设计
• 3.4 散热器的安装
• 第四章 关键器件的选择与实验结果分析
• 4.1 关键元器件的选择
• 4.2 输出电流的实验分析
• 4.3 电源稳定性的实验分析
• 第五章 结论
• 参考文献
• 摘要
• ABSTRACT
• 致谢