半导体激光治疗仪的设计中期报告要点.ppt

半导体激光治疗仪的设计 报 告 人： 指导教师： 2015年5月4日 2011级本科中期报告 治疗原理及设计要求 1 目录 系统硬件设计 2 遇到的问题及未完成的工作 3 工作进度及安排 4 治疗原理及设计要求 1 图1 激光器发光特性 根据激光器的发光特性，电流从0逐渐增大，输出功率逐渐增大。当驱动电流大于激光器的阈值电流时产生激光。 注：由图1可知，电流增大，输出功率增大，温度升高，半导体阈值电流增大，对输出功率造成影响。 治疗原理及设计要求 1 1、激光器半导体PN结受温度影响较大，当电流增大时输出功率增大，进而使温度升高，PN结阈值电流增大，需连接反馈电路，来控制激光器输出功率的影响。 2、激光器半导体PN结是在正向低压、低阻抗的条件下工作的。抗干扰能力差，稍强的电干扰对激光器造成损坏。可以加个软启动电路。使激光器上的电流缓慢增加。 3、激光二极管在直接注入载流子的条件下工作的，因此驱动电流对光功率的影响很大。驱动电源必须采用恒电流源并且稳定。这样才使激光器稳定输出。 系统硬件设计 2 整体方案设计 电 源 恒压电路 软启动 电流驱动 LD PD 反馈电路 按键输入 单片机系统 状态显示 本次设计主要考虑到用户使用的安全性和便捷性。兼顾元器件性能稳定性和安全可靠性。尤其是外界的电干扰和温度对元器件的影响。同时也应该遵从稳定、简单和低功耗的原则。根据要求，单片机连接供电、稳压、稳流、保护等电路系统，可以满足治疗仪的设计要求。 硬件系统的设计 2 光刺激效应 光化效应 激光 热效应 压强效应 电磁效应 电 源 电 路 设 计 系统供电分为外接直流适配器供电和内置电池供电。因锂电池是先恒流充电后恒压充电，所以需采用恒流/恒压算法的充电管理芯片。由其组成的充电电路，只需几个外部元件，即可实现充电功能。 图1 锂电池充电原理图 硬件系统的设计 2 干扰性太差，稍强的电压可能对半导体激光器PN结造成损坏 加个稳压电路吧 此系统主要将NCP551芯片作为主要部件。它能提供高精度稳定电压。 图2 稳定电路的原理图 硬件系统的设计 2 加入购物车 previous 基准电压源 电 流 驱 动 LD PD 单片机 系统驱动电路结构图 该治疗仪的驱动电路由基准电压、V-I转换和反馈三部分组成。基准电压主要由NCP551来提供高精度稳定电压来完成。LD的输出功率经过PD转化成电压信号，再经由V-I转化成电流，反馈到输入端，以弥补LD输出功率的变化。从而稳定激光器的光输出功率。 硬件系统的设计 3 图 3 软 启 动 电 路 图 由于激光器半导体PN结的抗干扰性较差，瞬间电流/电压可能对其造成不可修复的损坏。故在系统中加入软启动电路。其原理就是通过RC电路滞后电压，使激光器两端的电压缓慢增加，以达到保护目的。 遇到的问题及未完成工作 3 1、针对双波长，有的研究是将两种不同波长的光通过光波耦合技术合成一束激光输出。此技术较复杂，且违背课题设计要求。故而采用较简单方式，将808nm和980nm的半导体管芯组合成光纤输出组件。 2、对温度控制电路，曾考虑过应用半导体制冷器和温度传感器组成反馈电路进行控制。通过查找资料，可以将输出功率输出PD，在经过V-I转换器的反馈来弥补LD输出功率的变化。 The Challenge 系统主程序的设计和系统测试 The unfinished 工作进度及安排 4 第十、十一周：完成系统软件及相关程序的设计 第十二周：完成系统的测试 第十三周：完成毕业设计论文 Game over The end Thank you! 请各位老师批评指正！ * * * * * * * * * *