研究与开发
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半导体激光器驱动电路建模与补偿网络设计
刘迪, 张晓强, 张卫平, 王春慧
北方工业大学节能照明电源集成与制造北京市重点实验室,北京 100144
Modeling and compensation network design of semiconductor laser drive circuit
LIU Di, ZHANG Xiaoqiang, ZHANG Weiping, WANG Chunhui
Beijing Key Laboratory of Energy Saving Lighting Power Supply Integration and Manufacturing, North China University of Technology, Beijing 100144
摘要 微小的电流变化会导致半导体激光器的输出波长和功率发生重大变化,本文提出使用四相交错并联Buck变换器作为半导体激光器的驱动电路,以减小输出电流纹波。结合交错并联的原理,推导各相电感电流函数。利用状态空间平均法对驱动电路进行建模分析,根据传递函数的伯德图设计最佳补偿网络。仿真结果表明,该驱动电路可以输出电流20A、纹波0.19A,相比于同样输入条件下的传统Buck变换器输出电流20A、纹波2.51A,本文所设计电路能够实现降低纹波、稳定输出的功能。实验结果也验证了设计的合理性。
关键词 :
半导体激光器 ,
Buck变换器 ,
交错并联 ,
系统建模 ,
补偿网络
Abstract :The output wavelength and power of semiconductor laser can change greatly due to the small current change. Therefore, a four-phase staggered Buck converter is proposed as the driving circuit of semiconductor laser to reduce output current ripple. Based on the principle of staggered parallel connections, a function of the inductive current of each phase is derived. In order to better study the characteristics of the converter, the four-phase staggered Buck converter is modeled and analyzed by using the state-space average method, and the optimal compensation network is designed according to the results of Matlab Bode diagram. The simulation results show that the drive circuit can output 20A current, and the ripple is 0.19A. Compared with the conventional Buck converter with 20A output current and 2.51A ripple under the same input condition, it can be concluded that the designed drive circuit can realize the characteristics of reducing ripple and stable output. The experimental results also verify the soundness of the design.
Key words :
semiconductor laser
Buck converter
interleaved parallel
system modeling
com- pensation network
收稿日期: 2023-02-13
作者简介 : 刘迪(1998—),女,硕士研究生,研究方向为电力电力技术。
引用本文:
刘迪, 张晓强, 张卫平, 王春慧. 半导体激光器驱动电路建模与补偿网络设计[J]. 电气技术, 2023, 24(4): 22-28.
LIU Di, ZHANG Xiaoqiang, ZHANG Weiping, WANG Chunhui. Modeling and compensation network design of semiconductor laser drive circuit. Electrical Engineering, 2023, 24(4): 22-28.
链接本文:
http://dqjs.cesmedia.cn/CN/Y2023/V24/I4/22
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