在MAX1647的电压调整环中，通过SMBUS总线，经内部10位DAC设置预置电压，负载电压与预置电压通过GMV误差放大器进行比较放大后的误差信号输出到CCV端口，然后送到一个由二选一电路组成的恒流/恒压自动转换电路的一个端子上，其中由CCV端口输出的误差信号由内部钳位电路限制在1/4到3/4参考电压之间的;与电压调整环工作原理相类似，被钳位的电流误差信号由CCI端口送到自动转换电路的另一个端子上;利用PWM控制器，把电压/电流误差信号转换为脉宽调制信号，用以驱动两个N沟道MOSFET管，经同步整流、滤波器滤波后，得到所需的输出信号。

MAX1647的输出特性曲线如图2所示，当输出电压小于预置电压V0时，电流调整环发挥作用，输出是恒流模式;当负载的电压到达预置电压V0以后，电流调整环停止作用，电压调整环开始工作，这时输出为恒压模式。恒流模式时，CCV端口输出的电压误差信号被钳位在CCI端口最小电压值80mV以上，这样即可防止更新预置电流值时负载电流溢出，又可防止从恒流模式转换为恒压模式时，出现过冲电现象。在恒压模式时，钳位电路也可起到相类似的作用。

激光器电源的设计

根据实际需要设计的激光器电源输出为60A/150V，恒流、恒压及相互之间能自动转换。

整体电路设计

整体电路设计框图如图3所示。

MAX1647电源管理芯片是整个系统的控制核心部分，它完成恒流、恒压及相互之间自动转换的功能。但MAX1647的最大输出4A，不足以达到设计要求，因此，把MAX1647的输出信号经由达林顿管组成的改进型线性主电路，进行电流、电压放大。在线性主电路中，由达林顿管、霍尔电流/电压传感器、MAX1647、及光耦隔离一起构成了电流主调环，保证恒流、恒压功能。同时增加了由达林顿管、误差电压放大、晶闸管控制模块、晶闸管降压整流构成的电压从调环，它把达林顿管压降与参考电压进行比较放大，以控制晶闸管触发模块，使达林顿管压降保持在参考电压附近，大大地降低了达林顿管上的功耗，使电源整体输出稳定性、效率等有显著的提高;利用单片机实现电源与机械传动部分、水冷系统部分以及计算机软件控制部分的有机结合;利用高性能的霍尔电流、电压传感器实现对输出电流、电压的实时检测;液晶显示模块实时显示输出电压、电流和有关状态;整个电路通过光耦和传感器实现隔离。

利用89C51对MAX1647进行设置

89C51通过SMBUS的READWORD和WRITE

WORD协议与MAX1647进行双向通信，实现参数的设置。图4为SMBUS总线访问时序图。

从图4可见：89C51与MAX1647通信的开始条件是SDA端口为下降沿，同时SCL端口为高电平;MAX1647的WRITE-WORD协议为0b00010010(0b表示二进制)，或者可表示为0x12(0x表示十六进制);READ-WORD协议则可表示为0b00010011或者0x13。另外，CMD0～CMD7代表具体的命令，D0～D15表示数据位。几个常用的WRITE-WORD协议命令：ChargerMode()命令，命令代码为0x12，主要用于清零和复位;ChargingVolage()命令，命令代码为0x15，主要用于电压预置;ChargingCurrent()命令，主要用于电流预置，命令代码为0x14，即CMD7～CMD0的数据为00010100，16位二进制数值由D15～D0组成表示Io的电流值，单位为mA。当端子SEL与AGND短接时，电流Io的最大预置值为1.023A;如果让端子SEL悬空，则Io的最大预置值为2.047A;当端子SEL与VL短接，则Io的最大预置值为4.095A。MAX1647提供两个电流源给负载供电：一个来自内部的线性电流源IOUT，一个是开关电路提供的电流。IOUT提供1mA～31mA的电流(步长为1mA)。例如，当Io最大预置值为4.095A时，数据位D11～D6对应为6位电流预置DAC的DA5～DA0位;数据位D4～D0对应输出电流IOUT的I4～I0，表示IOUT线性电流源二进调整数。注意任何时候DAC位被置位，线性电流源被调整至满幅(31mA)。AlarmWarning()命令，命令代码为0x16，主要用于保护设置;ChargerStatus()命令，命令代码为0x13，主要用于返回温度传感器以及MAX1647的内部信息，这些信息暂存D15～D0位中。

为了满足SMBUS的通信规则,用单片机P1口的其中两位分别模拟数据信号SDA和时钟信号SCL，89C51的P1.1口与MAX1647的SCL端子连接，P1.0口与MAX1647的SDA端子连接。电路如图5所示，其中：高频电感L1用粉末铁心，外加粗线线圈绕制而成。

实验结果

利用该电路结构，开发9kW半导体激光二极管电源。选用的主要元器件如下：霍尔传感器选用北京莱姆公司生产的电压电流传感器，具有高灵敏度、优良的线性度、极快的响应速度;晶闸管触发模块采用山东威海生产的内部带光电隔离的SCR-JKSK，它的调整性能较好，同时为保证三相平衡，应采用每相单独调整;达林顿管选用东芝公司的MG75G2YL1A，在应用时注意其电流放大倍数小于20，故应保证驱动电路能提供满足需要的驱动电流。另外，为了判定故障原因，利用液晶显示模块实现显示电源状态。

采用PM300仪器测试装置性能指标为：输入3相380V，输出0～160V，0.5～60A，恒压、恒流，并且相互之间能实现无扰自动转换，效率为88.5%。

结语

利用MAX1647与89C51组成控制电路的核心部分，采用改进型线性结构设计的大功率激光器电源，由于MAX1647具有恒流、恒压及相互之间自动转换的功能，一方面，克服了完全用单片机控制带来的响应速度慢、恒流恒压特性差、可能出现死机的缺陷;另一方面，又避免了纯硬件控制带来的复杂性，提高了电源的智能性。在激光打标系统中的应用，证明了该电源不仅高效、安全、可靠，而且大大提高了整个系统的智能化程度。(作者：龙兴明，周静)

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