CN105208739A - 激光光源恒流驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种激光光源恒流驱动装置，包括：升压电路、控制器以及运算放大电路；所述升压电路连接所述运算放大电路的输入端，所述运算放大电路的输出端连接激光光源，所述控制器连接所述运算放大电路的输入端；所述升压电路将电源的电压信号进行升压处理，所述运算放大电路在所述控制器的控制下，将升压后的电压信号转换为恒定的电流信号，所述电流信号输入激光光源。上述激光光源恒流驱动装置无需利用体积大、重量大的整机，可以通过升压电路、控制器以及运算放大电路这些体积小、质量轻的芯片或者元器件进行相应连接便可以实现激光光源的恒流驱动，提高了其便利性，降低了恒流驱动激光光源的成本。

Description

激光光源恒流驱动装置
技术领域
本发明涉及电路技术领域，特别是涉及一种激光光源恒流驱动装置。
背景技术
不同的发光光源需要不同特性的驱动电源进行驱动以得到持续的电流使相应的发光光源发光。对于LED发光光源，需要低压(3.3V左右)大电流的恒流驱动方式，而激光光源虽然也是类似于LED的发光半导体光源，但根据其使用特性，激光光源的恒流驱动多采用高压(50V左右)小电流方案，一般情况下，激光光源的电流驱动需要高压、小电流，而且要求为恒流驱动方式，对于整机功率500W特定的供电系统中，多采用AC(交流)-DC(直流)一体式恒流电源来实现，其整机体积、重量大，成本偏高，影响激光光源电流驱动的便利性。
发明内容
基于此，有必要针对传统的激光光源电流驱动所采用的整机体积、重量大，成本偏高，影响其便利性的技术问题，提供一种激光光源恒流驱动装置。
一种激光光源恒流驱动装置，包括：升压电路、控制器以及运算放大电路；
所述升压电路连接所述运算放大电路的输入端，所述运算放大电路的输出端连接激光光源，所述控制器连接所述运算放大电路的输入端；
所述升压电路将电源的电压信号进行升压处理，所述运算放大电路在所述控制器的控制下，将升压后的电压信号转换为恒定的电流信号，所述电流信号输入激光光源。
上述激光光源恒流驱动装置，通过升压电路将电源的电压信号进行升压至激光光源工作所需的电压信号后，将上述电压信号传输至运算放大器，所述运算放大电路在所述控制器的控制下，将升压后的电压信号转换为恒定的电流信号，再将所述电流信号输入激光光源以使相应的激光光源稳定工作，其中无需利用体积大、重量大的整机，可以通过升压电路、控制器以及运算放大电路这些体积小、质量轻的芯片或者元器件进行相应连接便可以实现激光光源的恒流驱动，提高了其便利性，降低了恒流驱动激光光源的成本。
附图说明
图1为一个实施例的激光光源恒流驱动装置结构示意图；
图2为一个实施例的激光光源恒流驱动装置结构示意图；
图3为一个实施例的运算放大电路结构示意图；
图4为一个实施例的激光光源恒流驱动装置部分结构示意图；
图5为一个优选实施例的激光光源恒流驱动装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的激光光源恒流驱动装置的具体实施方式作详细描述。
参考图1，图1所示为一个实施例的激光光源恒流驱动装置结构示意图，其特征在于，包括：升压电路10、控制器60以及运算放大电路40；
所述升压电路10连接所述运算放大电路40的输入端，所述运算放大电路40的输出端连接激光光源80，所述控制器60连接所述运算放大电路40的输入端；上述控制器60可以连接上述运算放大电路40的输入端或者控制端，用于控制运算放大电路40将相应的电压信号转换为激光光源工作所需的电流信号；
所述升压电路10将电源的电压信号进行升压处理，所述运算放大电路40在所述控制器60的控制下，将升压后的电压信号转换为恒定的电流信号，所述电流信号输入激光光源80。上述控制器60可以通过写入激光光源对应的电流控制算法以控制运算放大电路40实现电压信号向电流信号的转换，也可以通过向控制器60某些引脚接入相应的电容或者电阻等元器件，以改变该控制器控制端的输出信号，从而控制运算放大电路40实现电压信号向电流信号的转换。
本实施例提供的激光光源恒流驱动装置，通过升压电路10将电源的电压信号进行升压至激光光源80工作所需的电压信号后，将上述电压信号传输至运算放大器40，所述运算放大电路40在所述控制器60的控制下，将升压后的电压信号转换为恒定的电流信号，再将所述电流信号输入激光光源以使相应的激光光源稳定工作，其中无需利用体积大、重量大的整机，可以通过升压电路10、控制器40以及运算放大电路60这些体积小、质量轻的芯片或者元器件进行相应连接便可以实现激光光源的恒流驱动，提高了其便利性，降低了恒流驱动激光光源的成本。
参考图2，图2所示为一个实施例的激光光源恒流驱动装置结构示意图，如图2所示，上述激光光源恒流驱动装置结构还可以包括数字模拟转换器50，所述数字模拟转换器50连接在所述控制器60和运算放大电路40之间，所述数字模拟转换器50将控制器60的控制信号由数字形式转换为模拟形式。
作为一个实施例，如图3所示，上述运算放大电路可以包括第一运算放大器401、第二运算放大器403、第一电阻405、第二电阻407、第三电阻409、第四电阻411、第五电阻413、第六电阻415、第七电阻417以及第一电容419；
所述第一运算放大器401的同相输入端通过第一电阻405连接第七电阻417的一端，所述第七电阻417的另一端连接所述数字模拟转换器50，所述第一运算放大器401的反相输入端通过第二电阻407连接控制器，所述第一运算放大器401的输出端通过第三电阻409连接激光光源的负极LD-，所述第二运算放大器403的同相输入端通过第四电阻411连接激光光源的负极，所述第二运算放大器403的同相输入端依次通过第四电阻411和第五电阻413接地，所述第二运算放大器403的反相输入端分别通过第六电阻415和第一电容419连接第二运算放大器403的输出端，所述第二运算放大器403的输出端还连接控制器。
作为一个实施例，如图4所示，上述激光光源恒流驱动装置，还可以包括第一场效应管51，所述第一场效应管51的源极通过第四电阻411连接第二运算放大器403的同相输入端，并通过第五电阻413接地，第一场效应管51的栅极通过第三电阻409连接第一运算放大器401的输出端，第一场效应管51的漏极连接激光光源的负极。
本实施例中，第一场效应管51可以作为激光光源工作电流的扩流功率MOSFET(场效应管)，上述数字模拟转换器50、第一运算放大器401、第二运算放大器403以及第一场效应管51可以组成激光光源的恒流驱动电路，对升压电路10升压后的电压进行恒流驱动，以提供激光光源正常工作所需的恒定电流。上述数字模拟转换器50可以为12位DAC(Digitaltoanalogconverter，数字模拟转换器)，其输出的控制电压经过第七电阻417、第一电阻405发送至第一运算放大器401的同相输入端，第一运算放大器401的反相输入端经过第二电阻407与第二运算放大器403的输出端连接，第一运算放大器401的反相输入端还可以通过第二电阻407与控制器60的PIN14端连接。第四电阻411的一端连接第二运算放大器403的同相输入端，另一端连接第一场效应管51的S极(源极)，第五电阻413可以作为负载的采样电阻，上述第五电阻413的一端连接第一场效应管51的S极，一端接地。第六电阻415一端连接第二运算放大器403的反相输入端，一端连接第二运算放大器403的输出端，上述第二运算放大器403、第六电阻415与第四电阻411可以构成同相输入放大负反馈电路，此电路将采样电阻第五电阻413的电压经过放大后输入至第一运算放大器401的反相输入端。根据运算放大器的虚地原理，第一运算放大器401的反相输入端电压等于数字模拟转换器50输出的控制电压VC，因此控制电压VC控制了采样电阻第五电阻413的采样电压，进一步控制采样电流，即激光光源的实际工作电流。只要控制电压不变化，采样电阻第五电阻413两端的电压就不会改变，从而使输入激光光源的电流保持恒定，实现恒定电流的输出。第五电阻413两端的采样电压经过放大后输送至控制器60的PIN14端，经过控制器60内部ADC(模数转换器)转换为数字信号，可以形成输出电流恒流的闭环系统。
在一个实施例中，上述升压电路可以采用DC/DC升压芯片。
如图5所示，作为一个实施例，上述激光光源恒流驱动装置还可以包括第二场效应管101、第三场效应管103、第九电阻105、第十电阻107、第十一电阻109、第二电容111和电感113；
所述第二场效应管101的栅极连接所述DC/DC升压芯片的引脚19，所述第二场效应管101的源极连接所述DC/DC升压芯片的引脚27，还连接第九电阻105的一端，所述第九电阻105的另一端分别连接DC/DC升压芯片的引脚28和接地，所述第二场效应管101的漏极通过第二电容111连接所述DC/DC升压芯片的引脚22，还通过电感113连接所述DC/DC升压芯片的引脚15；所述第三场效应管103的栅极连接所述DC/DC升压芯片的引脚24，所述第三场效应管的源极分别连接第二场效应管101的漏极和所述DC/DC升压芯片的引脚21，所述第三场效应管103的漏极分别连接激光光源的正极和第十电阻107的一端，所述第十电阻107的另一端通过第十一电阻109接地，还连接所述DC/DC升压芯片的引脚37。
本实施例中，激光光源恒流驱动装置可以采用直流电源进行供电。上述直流电源供电端的供电电压通过包括上述DC/DC升压芯片的升压电路进行升压，使得上述供电电压可以被提升至如50V(伏特)等电压值的更高电压，以满足激光光源的供电需求。第三场效应管103、第二场效应管101以及电感113可以组成升压电路的功率级，用于传递输入直流能量至后续激光光源负载，进一步提高激光光源的工作的稳定性。
如图5所示，作为一个实施例，上述DC/DC升压芯片的引脚35可以通过第十二电阻120接地。
上述第十二电阻120与DC/DC升压芯片的引脚35连接，可以决定上述DC/DC升压芯片中升压直流模块的工作频率，从而可以通过调节上述第十二电阻120的电阻值控制DC/DC升压芯片的工作频率，实现对相应电压升压倍数的控制；第十电阻107与第十一电阻109可以组成分压电路，对上述升压电路升压后的电压信号进行分压，分压后的电压信号可以反馈到DC/DC升压芯片的FB端(DC/DC升压芯片的引脚37)，形成DC/DC升压芯片的输出电压反馈信号电路，可以为DC/DC升压芯片的输出电压提供稳定的环路参数。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种激光光源恒流驱动装置，其特征在于，包括：升压电路、控制器以及运算放大电路；
所述升压电路连接所述运算放大电路的输入端，所述运算放大电路的输出端连接激光光源，所述控制器连接所述运算放大电路的输入端；
所述升压电路将电源的电压信号进行升压处理，所述运算放大电路在所述控制器的控制下，将升压后的电压信号转换为恒定的电流信号，所述电流信号输入激光光源。
2.根据权利要求1所述的激光光源恒流驱动装置，其特征在于，还包括数字模拟转换器，所述数字模拟转换器连接在所述控制器和运算放大电路之间，所述数字模拟转换器将控制器的控制信号由数字形式转换为模拟形式。
3.根据权利要求2所述的激光光源恒流驱动装置，其特征在于，所述运算放大电路包括第一运算放大器、第二运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻以及第一电容；
所述第一运算放大器的同相输入端通过第一电阻连接第七电阻的一端，所述第七电阻的另一端连接所述数字模拟转换器，所述第一运算放大器的反相输入端通过第二电阻连接控制器，所述第一运算放大器的输出端通过第三电阻连接激光光源的负极，所述第二运算放大器的同相输入端通过第四电阻连接激光光源的负极，所述第二运算放大器的同相输入端依次通过第四电阻和第五电阻接地，所述第二运算放大器的反相输入端分别通过第六电阻和第一电容连接第二运算放大器的输出端，所述第二运算放大器的输出端还连接控制器。
4.根据权利要求3所述的激光光源恒流驱动装置，其特征在于，还包括第一场效应管，所述第一场效应管的源极通过第四电阻连接第二运算放大器的同相输入端，并通过第五电阻接地，第一场效应管的栅极通过第三电阻连接第一运算放大器的输出端，第一场效应管的漏极连接激光光源的负极。
5.根据权利要求1所述的激光光源恒流驱动装置，其特征在于，所述升压电路采用DC/DC升压芯片。
6.根据权利要求5所述的激光光源恒流驱动装置，其特征在于，还包括第二场效应管、第三场效应管、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第二电容和电感；
所述第二场效应管的栅极连接所述DC/DC升压芯片的引脚19，所述第二场效应管的源极连接所述DC/DC升压芯片的引脚27，还连接第九电阻的一端，所述第九电阻的另一端分别连接DC/DC升压芯片的引脚28和接地，所述第二场效应管的漏极通过第二电容连接所述DC/DC升压芯片的引脚22，还通过电感连接所述DC/DC升压芯片的引脚15；所述第三场效应管的栅极连接所述DC/DC升压芯片的引脚24，所述第三场效应管的源极分别连接第二场效应管的漏极和所述DC/DC升压芯片的引脚21，所述第三场效应管的漏极分别连接激光光源的正极和第十电阻的一端，所述第十电阻的另一端通过第十一电阻接地，还连接所述DC/DC升压芯片的引脚37。
7.根据权利要求5所述的激光光源恒流驱动装置，其特征在于，所述DC/DC升压芯片的引脚35通过第十二电阻接地。
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