半導體(ti) 激光管(LD)和普通二極管采用不同工藝，但電壓和電流特性基本相同。在工作點時，小電壓變化會(hui) 導致激光管電流變化較大。此外電流紋波過大也會(hui) 使得激光器輸出不穩定。二極管激光器對它的驅動電源有十分嚴(yan) 格的要求；輸出的直流電流要高、電流穩定及低紋波係數、高功率因數等。隨著激光器的輸出功率不斷加大，需要高性能大電流的穩流電源來驅動。為(wei) 了保證半導體(ti) 激光器正常工作，需要對其驅動電源進行合理設計。並且隨著高頻、低開關(guan) 阻抗的MOSFET技術的發展，采用以MOSFET為(wei) 核心的開關(guan) 電源出現，開關(guan) 電源在輸出大電流時，紋波過大的問題得到了解決(jue) 。

　　由於(yu) 大電流激光二極管價(jia) 格昂貴，而且很容易受到過電壓，過電流損傷(shang) ，所以高功率僅(jin) 僅(jin) 有大電流開關(guan) 模塊還不能滿足高功率二極管激光器的要求，還需要相應的保護電路。要保證電壓、電流不要過衝(chong) 。因此，需要提出一整套切實可行的技術措施，來滿足高功率二極管激光器的需要。

　　1 係統構成

　　裝置輸入電壓為(wei) 24 V，輸出最大電流為(wei) 20 A，根據串聯激光管的數量輸出不同電壓。如果采用交流供電，前端應該采用AC／DC作相應的變換。該裝置主要部分為(wei) 同步DC／DC變換器，其原理圖如圖1所示。

　　Vin為(wei) 輸入電壓，VM1、VM2為(wei) MOSFET，VM1導通寬度決(jue) 定輸出電壓大小，快恢複二極管和VM2共同續流電路，整流管的導通損耗占據最主要的部分，因此它的選擇至關(guan) 重要，試驗中選用通態電阻很低的M0SFET。、電容組成濾波電路。電阻兩(liang) 端電壓與(yu) 給定值比較後，通過脈衝(chong) 發生器產(chan) 生相應的脈寬，保持負載電流穩定。VM1關(guan) 斷，快恢複二極管工作，快恢複二極管通態損耗大，VM2接著開通續流，減少係統損耗。

　　2 工作原理

　　VM1關(guan) 斷，電流通過VD續流，接著VN2導通。由於(yu) VM2的阻抗遠小於(yu) 二極管阻抗，因此通過VM2續流。VMl、VN2觸發脈衝(chong) 如圖2所示。圖2中td為(wei) 續流二極管導通時間。

　　二極管消耗的功率為(wei) P=VtdI0。一般快恢複二極管壓降0．4 V，當電流20 A時，二極管消耗功率為(wei) 0．8 W。如采用MOSFET，則消耗的功率將小很多。本實驗采用威世半導體(ti) 公司的60 A的MOSFET，其導通等效電阻為(wei) 0．0022 Ω。當電流為(wei) 20 A時，消耗功率約為(wei) 0．088 W。

　　由電流紋波公式可知，增大電感、減小ton都可以減小紋波。為(wei) 了不提高電感容量，實驗中采用200 kHz的工作頻率，其中電感選用4．8-μH，根據公式可得激光管壓降2 V時紋波電流約為(wei) 1 000 mA。

　　係統采用了電流負反饋電路，以適應激光二極管的要求。當負載變化，電流略大於(yu) 給定電流時，減小ton寬度，電壓降低。電流略小於(yu) 給定電流時，增加ton寬度，這樣可以維持電流穩定。圖3所示為(wei) 脈衝(chong) 發生器結構。