基于DE150的高速大电流窄脉宽半导体激光电源

总结了一种基于射频MOSFET管的高速大电流窄脉宽半导体激光驱动源设计方法,运用PSpice对整个驱动电路进行了仿真,最后利用DE150-201N09A MOSFET管制作了面积为12cm2的电路板,测试结果表明半导体激光器输出电流脉宽10ns左右、上升时间4ns,最大脉冲电流27A,最高重复频率可达50 kHz。     

一种脉宽可调的窄脉冲激光器驱动电路设计

针对半导体激光器中纳秒级脉宽的驱动电路脉冲宽度范围小、无法调节的问题,提出一种脉宽可调的窄脉冲激光器驱动电路设计方案.根据现场可编程逻辑门阵列(FPGA)技术和半导体激光的工作原理,搭建了半导体激光驱动电路的一般模型,并进行了仿真与实验分析.以FPGA开发板为控制核心,使用高速金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)驱动芯片DE375作为开关,实现驱动电源及半导体激光器的精密控制.该电路输出的脉冲电流幅值可达40A,脉冲宽度为5～200 ns,重复频率为0～50 kHz,上升沿宽度小于5 ns,有效增强了半导体激光器驱动电路的功能.     

大电流长脉宽LD激光器驱动电源的研制

本文主要介绍了一种大电流长脉宽半导体激光器骄动电源的设计方法。根据大功率脉冲型LD的工作特性,作者设计了一套采用L—C串联谐振的恒流充电电路与大功率金属氧化层半导体场效应管（MOSFET）线性控制脉冲放电电路相结合的驱动电源。此电源满足了输出脉冲电流幅值、脉宽、重频、调Q精确延时均方便可调的要求;并且辅助以片上系统（soc）单片机和CPLD为核心的控制电路,使电源电路具有结构简单,控制灵活,精度高等特点;同时结合多路在线实时保护电路,有效保证了LD的安全工作。该电源已经成功应用于“XX装置”预放大器项目。     

高稳定度激光器驱动器的研究与设计

本文介绍了一种实用型基于单片机的高稳定度半导体激光器驱动器.该驱动器由单片机进行程序化控制.末级电路采用功率MOSFET作电流控制元件,运用负反馈原理稳定输出电流.最后对输出电流的稳定度进行了分析,输出电流长期稳定度可达到4.O×10-5以下.     

PhotoMOS继电器（中）

PhotoMOS继电器的输出采用光电元件和功率MOSFET，最初用于微小模拟量信号的SSR，即：高功能型的HF型，后又相继推出通用型的GU型、高频型的RF型等。本刊上期介绍了PhotoMOS继电器的概要，本期将介绍有关PhotoMOS继电器内置式、结构独特的控制电路的光电元件的特点、结构、典型电路等内容。FET型半导体继电器的基本电路图1为PhotoMOS 继电器所代表的FET型半导体继电器最基本的电路。该电路因输出元件的功率MOSFET是电压驱动型元件，因此，由于光电二极管阵列(P.D.A)供给电压，栅极容量被充电，通过使栅极电压上升到开启…     

一种分段输出PWM Buck DC-DC转换器设计

为了解决PWM DC-DC在轻负载时转换效率骤降的问题,设计了一种分段输出级PWM DC-DC电路结构,用以优化轻负载时的转换效率。该设计引入了负载电流检测电路,对输出电流进行采样并检测。在重载情况下,所有功率MOSFET同时输出。当负载电流减小,逐级关闭各段功率MOSFET,直至在最轻载情况下用最小尺寸的功率MOSFET进行输出。实验结果表明,在1~200 mA负载范围内,电路的转换效率变化较为平缓;在负载为1 mA时,电路的转换效率为81%。     

新型窄脉冲半导体激光器驱动电源的研制

研制了一种新型窄脉冲半导体激光器的驱动电源,包括驱动电路和温控电路两部分。驱动电路采用高速金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)作开关,为激光器提供一个重复频率高(0~50 kHz)、前沿快(2.2~4.9 ns)、脉宽窄(4.6~12.1 ns)、脉冲峰值电流大(0~72.2 A)的脉冲信号,且输出的激光脉冲波形平滑。对不同的激光器,改变电路中电源电压、电阻、电容参数,可获得不同的重复频率、前沿、脉冲宽度、脉冲峰值电流。温控电路采用高精度的比例积分微分(PID)温控,保证了激光器输出功率和中心波长的稳定。此激光器驱动电源不仅可作为一般高速、窄脉冲半导体激光器的驱动电源,也是大能量、窄脉宽的半导体激光器种子光源的理想驱动电源。     

IR全新MOSFET具备快速本体二极管特性

功率半导体专家国际整流器公司 (InternationalRectifier,简称 IR)推出全新 6 0 0 V HEXFET功率MOSFET系列 ,新器件具备快速本体二极管特性 ,专为零电压开关 (ZVS)电路等软开关应用度身订造。ZVS技术能在开关式电源 (SMPS)电路中实现最大效率 ,并能提高功率输出 ,适用于当今效率和可靠性极为重要的高速、宽带电信及数据通信系统。最新 L系列 HEXFET MOSFET由于具备快速本体二极管特性 ,因此无需在 ZVS电路中添置额外肖特基及高压二极管 ,减少了元件数目 ,节省了电路空间。新器件有别于采用硬开关器件的桥式或功率因数修正…     

窄脉冲大电流半导体激光器驱动电路设计与仿真

设计出了一种窄脉冲大电流的半导体脉冲激光器驱动电路,并对电路进行理论分析以及Multisim仿真研究。相比以往研究,本仿真研究中考虑了电路和LD本身的寄生参数,使得仿真与实际电路更加吻合。该电路结构简单,采用了专用的MOSFET硬件关断加速电路和电容充放电方式向负载提供瞬时窄脉冲大电流的脉冲输出,脉冲宽度低于2.5ns,上升时间低于3.5ns,峰值电流超过20A。     

基于频率补偿的窄脉冲量子级联激光器快速驱动技术

脉冲量子级联激光器(QCL)因自热效应会导致谱线展宽,故需极短的电流脉冲驱动。理论极限线宽所需的脉宽为5~15 ns,但由于环路寄生参数的影响,窄脉冲会引起信号过冲或振荡,因此目前商用的QCL驱动器无法满足这个要求。为获得更理想的激光器线宽,在常规脉冲恒流电路的基础上,采用频率补偿的方法来消除过冲和振荡,并设计了一款稳定的纳秒级激光器驱动电路。实验结果显示该驱动装置实现了峰值电流0~2 A、脉宽8.4~200 ns、上升时间4 ns、过冲1%的脉冲电流输出。使用中国科学院半导体研究所研制的波长4.6m激光器和傅里叶变换光谱仪进行测试,当驱动脉宽由100 ns减小到10 ns时,激光器线宽由0.35 cm-1线性递减到0.12 cm-1。综合验证表明,所设计的驱动装置实现了稳定的窄脉冲电流输出,尤其适用于量子级联激光器的窄线宽驱动及应用。     

连续可调纳秒脉冲LD驱动电源的研制

为了满足单模尾纤输出脉冲半导体激光器及其后级光放大的要求,研制了一种重频、脉宽及峰值电流均连续可调的纳秒脉冲驱动电源.该电源使用功率场效应管作为开关,通过分析其驱动特性,采用合适的栅极驱动电路,从而缩短了脉冲宽度,增加了带负载能力;同时电源中的保护电路采用自断电等保护措施,能有效保证LD的安全工作.实验结果表明,该驱动电源工作稳定,能满足单模尾纤输出脉冲LD重频、脉宽、峰值可调的要求.     

Study on design and electro magnetic compatibility of high-power pulse driver

A kind of high-power pulse driver is designed to drive semiconductor laser. The circuit consists of three parts: generator of pulse signal, power amplifier of pulse signal and storage circuit controlled by metal-Oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET). According to the experimental results, this kind of high-power pulse driver well restrained the pulse spike and overshoot by proper design, better choice of components and improvement of electro magnetic compatibility (EMC). The circuit can output pulse signal with better quality, which provides qualified driving signal to laser diode. The pulse width is under 50 ns and the output ranges from 10 A to 50 A.     

一种具有共模反馈的低抖动LVDS驱动器

LVDS即低压差分信号,因其固有的优点在对信号完整性及共模特性要求较高的系统中得到了越来越广泛的应用.由于非理想传输线和焊盘寄生效应的影响,输出波形有抖动且共模电压无法稳定.设计的LVDS驱动器采用一种新型预加重技术,通过引入高频极点的方法降低输出抖动,输出较为平滑的波形;而且共模反馈可以稳定共模电压.在0.18μm的工艺下,抖动减小70mV,共模电压偏移小于0.46%.     

寄生电感对碳化硅MOSFET开关特性的影响

相比于传统的Si IGBT功率器件而言,碳化硅MOSFET可达到更高的开关频率、更高的工作温度以及更低的功率损耗.然而,快速的暂态过程使开关性能对回路的寄生参数更加敏感.因此,为了评估寄生电感对碳化硅MOSFET开关性能的影响,基于回路电感的概念,将栅极回路寄生电感、功率回路寄生电感以及共源极寄生电感等效成3个集总电感,并且从关断过电压、开通过电流及开关损耗等3个方面,对这3个电感对SiC MOSFET开关性能的影响进行了系统的对比研究.研究表明:共源极寄生电感对开关的影响最大,功率回路寄生电感次之,而栅极回路寄生电感影响最小.最后,基于实验分析结果,为高速开关电路的布局提出了一些值得借鉴的意见.     

基于半导体致冷器的高精度PWM功率驱动器

在大功率半导体激光器(LD)的温度控制系统中,针对其控温执行器件半导体制冷器的驱动特性,设计了一种基于单片机的高精度脉宽调制(PWM)功率驱动器。以89C51单片机为控制核心,采用12bit的D／A转换器,确保了整个系统具有较高的控制精度。采用切换D／A基准电压的方法解决了扩大系统动态范围与提高控制精度之间的矛盾,提高了系统的性能价格比。提出了一种防止MOSFET H-桥桥臂“直通”现象的新型电路“D触发器-阻滞延迟电路”。输出电压误差率为0．4％。     

Zero-current and zero-voltage soft-transition commutation cell for PWM inverters

This paper presents a universal auxiliary commutation cell for pulse-width modulated (PWM) inverters termed zero current and zero voltage transition (ZCZVT) commutation cell. It provides zero current and zero voltage commutation, simultaneously, during main power devices turn-on and turn-off, with controlled di/dt and dv/dt. As a result, commutations of the main power devices occur without any losses. This unique characteristic is not achieved by any other soft-switching commutation cell for inverters hitherto presented in the literature, making it a strong candidate for use in low-power (MOSFET), medium-power (IGBT) or high-power applications (GTO, thyristor). Furthermore, reverse recovery losses of main diodes are minimized and auxiliary switches commutate at zero current. To demonstrate the operation of the proposed universal auxiliary commutation cell, a ZCZVT PWM full-bridge inverter is analyzed. To evaluate the operation of the auxiliary circuit in different conditions, prototypes with both IGBTs and MOSFETs for different output powers levels were implemented and their performances compared. Experimental results confirm that there is no overlap between main switch current and voltage, and that waveform ringing is practically eliminated.     

大功率半导体激光器驱动电路

为实现30 W连续掺Yb光纤激光器,设计一种大功率（10 A）半导体激光器（LD）的驱动电路,该恒流源电路采用功率场效应管作电流控制元件,运用负反馈原理稳定输出电流,正向电流0 A～10 A连续可调,纹波峰值为10 mV,输出电流的短期稳定度达到1×10-5,具有过流保护、防浪涌冲击的功能。实际应用在30 W连续掺Yb光纤激光器中,结果表明该驱动电路工作安全可靠。     

SiC器件在大功率LD驱动源模块中的应用

介绍了SiC功率器件的应用优势并将其应用到了大功率LD驱动源模块中;对SiC MOSFET的开关参数及特性进行了分析,并设计了一种简单实用的SiC隔离驱动。本文应用SiC器件设计了一款120V/120A全SiC LD驱动源模块,功率模块主电路拓扑采用四路交错并联Buck电路,电路中的开关管和二极管全部使用SiC功率器件,功率模块最高效率达到98%。     

具有自动稳幅功能的软激励C类大功率射频振荡器

介绍了一种具有自动稳幅功能的软激励C类大功率射频振荡器。大功率射频振荡器已经广泛应用于电力电子、射频电源、低温等离子体、高频感应加热等领域。该大功率射频振荡器能够输出较高的输出电压和输出功率,并且通过对输出电压采样控制MOS管的静态工作点,稳定输出电压;另外,该设计电路起振时工作在AB类状态,稳定工作时在自动稳幅电路的作用下进入C类工作状态,实现了C类射频振荡器的软激励。最后通过仿真和实物电路测试了电路性能,并给出了振荡器输出电压、输出功率与MOS管工作状态关系的经验公式。