为激光器供电是一项精细的工作，因为激光器非常敏感，容易损坏。一个仅持续几微秒的电流过大的单脉冲就会使激光二极管的发光面过热并损坏。虽然激光二极管驱动器是最安全和最有效的激光供电方法，但在某些情况下，工作台电源可能是一种选择。答案取决于应用程序和所讨论的特定台式电源的性能。

在使用台式电源为激光器供电之前，应对其进行彻底的测试和表征。需要评估工作台供应中包含的控制和安全措施的质量，以确定其是否合适。

台式电源的问题

1） 危险电流控制

激光二极管本质上是一种电流敏感器件，需要恒定电流才能正常工作。

图1显示，电压的微小变化可能会导致电流的大幅变化。当使用电压控制的工作台电源时（只有输出电压是可调的），微小的调整会迅速产生意想不到的电流大变化，并很容易使激光器超过其最大额定值。切勿使用电压控制电源。

图1所示：一个假想的激光二极管的电压-电流性能

2） 不可预测的通电

工作台电源在启动时是不可预测的（图2）。即使电压设定点为零，初始加电也会产生短暂但较大的电流尖峰。这种尖峰可以达到非常高的电流，可能只持续几微秒或毫秒，但会严重损坏激光器。

3） 响应时间慢

作为对问题二的回应，一些用户可能会想在连接激光之前打开零伏的工作台电源，让它稳定下来。在这种情况下，在激光器连接之前，电路是打开的。即使设定点为零，通常也会有一个小电压存在。当连接到激光器完成时，由于电源对几乎为零的阻抗负载作出反应，电流可能会迅速飙升。工作台电源将通过将电压带回接近零的设定值来响应，但该响应将不够快，无法保护激光。

图2：假设的工作台电源在通电时的电流响应

4） 有限电压和电流保护

唯一剩下的选择是将激光器连接到工作台电源，电压和电流设定点为零。假设工作台电源在通电时不允许电流尖峰，那么随后电压和电流的增加仍然存在固有风险。工作台电源通常不是为了以必要的速度从电压控制过渡到电流控制而设计的，并且可能会波动到足以损坏激光器。即使是具有电流限制的工作台电源，在过电流情况下通常也不足以保护激光器。

5） 其他缺失的保障措施

替补席用品几乎肯定会缺少其他保障措施，包括：

• 接触保护不良：当连接恢复时，许多工作台电源将远远超出其电流限制。
• 过电压保护：当电压超过预设限制时，驱动器会关闭。
• 短路保护：电源关闭时激光器发生机械和电气短路。
• 其他工程保护，如交流电源故障时的安全关闭和电气隔离。

面对所有这些潜在的困难，验证特定工作台电源是否适合应用的唯一方法是充分描述其性能。

表征台式电源的性能

表征台式电源需要能够测量快速电压和电流瞬态的设备，同时尽量减少测量过程中对电源性能的影响。电阻器与电源串联，并测量电阻器两端的电压以得出电流。然而，添加串联电阻器会改变回路的动态，并产生不同且不准确的电源性能图。

图3：具有电流限制的电压控制台式电源的假设性能

虽然这可能并不总是实用的，但更好的选择是使用非接触式直流电流探头来测量电流，这不会改变控制回路的动态，因此不会影响测量。在任何一种情况下，都需要带宽至少为300 MHz的示波器来捕捉任何瞬态事件。使用电流感测电阻器还需要了解电源和示波器使用的接地方案。如果电源的输出也接地，则可能会形成电流回路并损坏设备。只有当操作员完全意识到这样做的风险时，才应使用接地提升插头断开接地来浮动示波器。

另一个考虑因素是测试期间使用的负载。显然，不应该使用激光器本身——表征的重点是首先确保电源与激光器一起使用是安全的。激光器可以通过使用高速整流二极管来近似，串联足够数量的二极管来产生与激光器相同的工作电压。确保选择具有足够电流处理能力的整流二极管，并在必要时对设备进行散热。

然后需要模拟工作台电源响应的各种操作条件。首先，将负载连接到电源，并在以下情况下测量当前性能，以及可能相关的任何其他情况：

• 打开和关闭电源几次。
• 在开路状态下启动电路，然后闭合电路。
• 从一个电压和电流设定点移动到下一个。
• 测试间歇性连接，例如由电缆松动引起的连接。
• 如果电源接受函数发生器输入，请在连接到函数发生器时测试工作台电源的性能。
• 如果工作台电源在这些情况下表现良好，则可能适用于激光应用。

什么时候使用激光工作台电源?

台式电源通常在高功率应用中更成功（例如，使用60-A条形激光器），在这种应用中，功率可以分布在多个光产生面上，因此对功率尖峰的容忍度更高。低功率激光器很容易损坏，对尖峰和功率传输差的容忍度要低得多。

无论如何，仔细表征电源对于降低激光损坏的风险至关重要。最终，最好的选择可能是使用激光二极管驱动器。激光驱动器将包括各种特定于操作激光器的保护措施。即使是最便宜的激光驱动器也能提供比台式电源更好的保护、更高的精度和更好的性能。

转自：光子位

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