CN101141048A - 激光器偏置电流的限流电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种激光器偏置电流的限流电路，其包括偏置电流驱动控制电路、以及偏置电流驱动电路，还包括：采样电阻，串联在偏置电流驱动电路和激光器之间，并且连接到比例放大电路的输入端；比例放大电路，其输出端连接到比较器的负极，用于将流过采样电阻的电流转换为相应的电压；比较器，其正极与参考电压相连接，输出端连接到开启电路，用于将正极与负极进行比较；以及开启电路，其输入端连接到比较器的输出端，其输出端连接到偏置电路驱动控制电路，用于根据来自输入端的输入开启或关闭限流电路。因而，采用本发明的激光器偏置电流的限流电路，可以有效防止因偏置电流过大造成的激光器损伤现象。

Description

激光器偏置电流的限流电路

技术领域

本发明涉及一种激光器偏置电流的限流电路。

背景技术

激光器是光发射机的主要器件，也是易损坏器件，因而，要求在一定电流范围内工作，如果电流过大，轻则会减少其寿命，重则使激光器损坏，所以就必须加上限流措施。在激光器偏置电路上，就要以激光器正常工作最大电流为限流阈值，使用中要避免提供给激光器的电流超过阈值电流。传统的激光器偏置电路通过加个限流电阻实现限流。

图1示出了传统的激光器偏置电流电路。如图1所示，传统的激光器偏置电流电路包括4个部分，偏置电流驱动控制电路102、偏置电流驱动电路104、限流电阻106、和激光器108。

图2是图1中的传统的激光器偏置电流电路的具体电路图。如图2所示，偏置电流驱动控制电路102提供一个电平给偏置电流驱动电路104，即在图2中加到三级管VT1的基极b1上的电压，用Vb1表示，图2中三级管VT1、VT2，电阻R1、R2、R3，和电容C1共同作用是构成偏置电流驱动电路104，电路根据偏置电流驱动控制电路102输出确定给激光器108，即图2中的LD偏置电流，其中，Vb1电压值决定提供给激光器的偏置电流Iop，当Vb1增加时，流经三极管VT1集电极的电流，Ic1会增加，电阻R3上的压降就会增加，加到三级管VT2基极上的电平Vb2(Vb2＝VCC-Ic1*R3)会降低，Vb2降低，导致流经三极管VT2的发射极电流，Iop增大，Iop提供给激光器就是激光器偏置电流，而反过来当Vb1减小时，Ic1减小，Vb2增大，Iop减小。

图2中的电阻R4就是限流电阻106，它与激光器串连，电阻R4的限流原理如下将描述。

首先，当激光器工作时，正向电压VF的变化与正向电流IF(在图2中，这个电流就是Iop)变化成正比(如图3所示)，那么在图2上就有：VCC＝V2+Iop*R4+VF，其中，V2是集电极和发射极间电平。将等式变化一下有：VCC-V2＝VF+Iop*R4。

因为VCC是电源其值是固定的，当V2最小时，用V2min表示，这时等式右边的Iop可以得到最大值，当Iop最大时VF根据图3曲线也达到最大值，用VFmax表示，此时电阻R4的取值为： $R4=\frac{\mathrm{VCC}-V2\min -\mathrm{VF}\max }{\mathrm{Iop}}.$

当Iop取为阈值电流时，对应的R4阻值放放到限流电路上，这时偏置电流驱动控制电路102提供给偏置电流驱动电路104的控制电压如何变大，Iop都不能再有所增加。

因而，限流电路可以起到限流作用，同时在限流的同时不会关断激光器，影响业务，然而，其缺点是不同厂家、不同型号的激光器正向工作电压不同，使用相同的限流电阻阻值，所得到的结果不精确。

因而，急需一种方案能够解决激光器偏置电路上的限流问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种激光器偏置电流的限流电路，其在偏置电流驱动电路和激光器间串连采样电阻，通过采样电阻对流过激光器的电流进行监测，通过比例放大换算成相应的电压值，同时通过微处理器等手段设定与激光器偏置电流阈值对应的阈值电压，两者相比较，当电流过大时，监测电压就会超过阈值电压，比较器输出为为低，限流电路打开，将激光器偏置电路控制电平拉低，减小激光器的偏置电流，直到激光器阈值电流处，如果工作电流小于阈值电流，则限流电路关闭。

本发明的激光器偏置电流的限流电路包括偏置电流驱动控制电路、以及偏置电流驱动电路，还包括：采样电阻，串联在偏置电流驱动电路和激光器之间，并且连接到比例放大电路的输入端；比例放大电路，其输出端连接到比较器的负极，用于将流过采样电阻的电流转换为相应的电压；比较器，其正极与参考电压相连接，输出端连接到开启电路，用于将正极与负极进行比较；以及开启电路，其输入端连接到比较器的输出端，其输出端连接到偏置电路驱动控制电路，用于根据来自输入端的输入开启或关闭限流电路。

其中，开启电路在比较器的比较结果为比例放大电路的输出小于参考电压的情况下，关闭限流电路。而在比较器的比较结果为比例放大电路的输出大于参考电压的情况下，开启限流电路。

限流电路开启时，将偏置电流驱动控制电路输出拉低，使偏置电流低于激光器偏置电流阈值。

其中，参考电压是与激光器偏置电流阈值相对应的电压。比较器为积分比较器。开启电路是二极管。

因而，采用本发明的激光器偏置电流的限流电路，可以防止使用中因偏置电流过大造成的激光器损伤现象。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是现有技术中的激光器限流电路的结构框图；

图2是图1中的激光器限流电路的具体结构示意图；

图3是现有技术中当激光器工作时的正向电压VF的变化与正向电流IF变化的关系图；

图4是根据本发明的激光器偏置电流的限流电路的结构框图；以及

图5是图4的激光器偏置电流的限流电路的具体结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图4是根据本发明的激光器偏置电流的限流电路的结构框图。如图4所示，与现有技术相同，本发明的激光器偏置电流的限流电路也包括偏置电流驱动控制电路402、以及偏置电流驱动电路404。除此以外，本发明的激光器偏置电流的限流电路还包括：采样电阻406，其串联在偏置电流驱动电路404和激光器408之间，并且连接到比例放大电路410的输入端；比例放大电路410，其输出端连接到比较器414的负极，用于将流过采样电阻406的电流转换为相应的电压；比较器414(如图4所示，采用的是积分比较器)，其正极与参考电压412相连接，输出端连接到开启电路416，用于将正极与负极进行比较；以及开启电路416，其输入端连接到比较器414的输出端，其输出端连接到偏置电路驱动控制电路402，用于根据来自输入端的输入开启或关闭限流电路。

其中，开启电路在比较器414的比较结果为比例放大电路410的输出小于参考电压的情况下，关闭限流电路。而在比较器414的比较结果为比例放大电路410的输出大于参考电压的情况下，开启限流电路。

限流电路开启时，将偏置电流驱动控制电路402的输出拉低，使偏置电流低于激光器偏置电流阈值。

其中，参考电压是与激光器偏置电流阈值相对应的电压。开启电路416可以采用二极管。

图5是图4的激光器偏置电流的限流电路的具体结构示意图。如图5所示，R4是采样电阻406，R5、R6、R7、R8和D1构成比例放大电路410，D2和C2构成积分比较电路414，参考电压412可由微处理器的DA提供用，VD3是开启电路416，图5中采用的就是一个二级管。

当R5＝R6，R7＝R8时， $\mathrm{Vm}=(\mathrm{Iop}*R4)*\frac{R8}{R6}.$

以下将详细介绍具体限流过程。在电路工作前，根据激光器指标，由微处理器设定偏置电流限流阈值，将这个阈值转换成电压，有DA类器件输出到积分比较电路，当Iop小于阈值电流时，D2的正端电压高于负端，D2输出为正最大，其输出高于偏置电流驱动控制电路的输出，VD3关断，反过来当Iop大于阈值电流时，D2上正端电平低于负端电平，根据积分电路工作原理，D2输出开始向负最大方向移动，一旦偏置电流驱动控制电路402输出Vb1比积分比较电路414输出VC高，这个电压高过到VD3的开启电平时，VD3开启，驱动控制电路402输出，即Vb1被拉低，驱动电路输出开始降低，直到偏置电流稳定到设定的阈值电流时停止。

因而，采用本发明的激光器偏置电流的限流电路，可以有效防止因偏置电流过大造成的激光器损伤现象。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种激光器偏置电流的限流电路，包括偏置电流驱动控制电路、以及偏置电流驱动电路，其特征在于，还包括：

采样电阻，串联在所述偏置电流驱动电路和所述激光器之间，并且连接到比例放大电路的输入端；

所述比例放大电路，其输出端连接到比较器的负极，用于将流过所述采样电阻的电流转换为相应的电压；

所述比较器，其正极与参考电压相连接，输出端连接到开启电路，用于将所述正极与所述负极进行比较；以及

所述开启电路，其输入端连接到所述比较器的输出端，其输出端连接到所述偏置电路驱动控制电路，用于根据来自输入端的输入开启或关闭限流电路。

2.根据权利要求1所述的限流电路，其特征在于，所述开启电路在所述比较器的比较结果为所述比例放大电路的输出小于所述参考电压的情况下，关闭所述限流电路。

3.根据权利要求1所述的限流电路，其特征在于，所述开启电路在所述比较器的比较结果为所述比例放大电路的输出大于所述参考电压的情况下，开启所述限流电路。

4.根据权利要求3所述的限流电路，其特征在于，所述限流电路开启时，将所述偏置电流驱动控制电路输出拉低，使偏置电流低于激光器偏置电流阈值。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的限流电路，其特征在于，所述参考电压是与激光器偏置电流阈值相对应的电压。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的限流电路，其特征在于，所述比较器为积分比较器。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的限流电路，其特征在于，所述开启电路是二极管。

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