來源：羅姆半導體社

自從激光被發明以后，各種的應用隨即發展起來，但真正能應用在消費性電子產品是在半導體激光(或稱激光二極體,LaserDiodeLD)發明之后，特別是在1977年發明的面射型激光(VCSEL)，因為半導體激光具有輕巧、電光轉換效益高、低消耗功率、壽命長、及易由電流來控制其光輸出功率、且調制頻率可達10GHz以上等特性。這些特性使它可廣泛應用于資訊處理、光纖通訊、家電用品等民生消費電子產品上，未來半導體激光將帶動另一波的光電消費性電子產業。

半導體激光管LD的電源設計

半導體激光管(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，小電壓變化會導致激光管電流變化較大。此外電流紋波過大也會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格的要求;輸出的直流電流要高、電流穩定及低紋波系數、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。為了保證半導體激光器正常工作，需要對其驅動電源進行合理設計。并且隨著高頻、低開關阻抗的MOSFET技術的發展，采用以MOSFET為核心的開關電源出現，開關電源在輸出大電流時，紋波過大的問題得到了解決。

半導體激光器的開關電源紋波抑制研究

該電源輸出電流為10A，輸出電壓為12V，主要用于驅動半導體激光器。為減小輸出電流紋波，提高激光功率穩定性，研究分析了幾種抑制紋波的方法，包括濾波法，多路疊加法等。該電源的設計采用主、副電源的思路，從主電源采集紋波信號反饋給副電源的控制端，從而使主副電源輸出疊加后保持較小的輸出紋波。通過實驗驗證該方法可以使紋波系數保持在1%，使得性能有所提高。

近年來，開關電源以其體積小，重量輕，效率高等優點，在工程領域、醫療機構、科學研究等方面有著越來越廣泛的應用。本文著重解決一款能輸出10A電流12V電壓的特殊恒流源的紋波抑制問題，專門用于大功率的半導體激光器驅動。該激光器需求高穩定的光功率輸出，激光器輸出光功率的穩定性是一個主要參數，半導體激光器的光功率穩定性主要表現在輸入電流的穩定性，輸入電流的紋波越小光功率穩定性越好。目前，解決開關電源紋波的方法有若干種，各有其優缺點，由于輸出電流是10A的大電流，一般的方法不能適用。本文通過對比濾波法提出雙路并聯法，旨在大電流情況下進一步減小電流輸出紋波。

通常開關電源把電網提供的交流電經過整流濾波轉變為直流電，開關管的高速開通和關斷，就會引起輸出電壓的波動，在輸出回路中的快恢復二極管和電感也會引起輸出電壓的波動。這些高頻低頻的波動總和就形成了輸出的紋波，包括電壓紋波和電流紋波。

開關電源中紋波的來源有很多原因，其中MOS管開通關斷所產生的紋波是主要原因之一。當開關管開通關斷時都會有一個上升時間和下降時間，這時就會在電路中引起一個同頻率的噪聲。輸出回路上的電感也會隨著充電放電產生一個噪聲，同時也會有漏感產生。在導線與導線之間，元器件的引腳之間還會存在各種寄生電感也是產生波紋的一個原因。

審核編輯 黃昊宇