CN109994924B - 固态光源驱动装置和投影设备 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种固态光源驱动装置和投影设备，包括驱动模块，通过开关电路与供电电源连接，用于对所述供电电源输出的电信号进行变压和恒流处理，得到光束驱动信号。光束发射模块，其与所述驱动模块连接，用于接收来自所述驱动模块的光束驱动信号，并发出光束。过流保护模块，其与所述光束发射模块和所述开关电路分别连接，用于在所述光束发射模块短路的情况下，通过所述开关电路控制所述驱动模块与所述供电电源断开连接。本公开中，过流保护模块与开关电路和光束发射模块分别连接，在光束发射模块短路的情况下，通过开关电路控制驱动模块与供电电源断开连接。由此能够在光束发射模块输出短路情况下保护产品电路免遭损坏，从而提高产品的耐用性。

Description

固态光源驱动装置和投影设备

技术领域

本公开涉及照明技术领域，尤其涉及一种固态光源驱动装置和投影设备。

背景技术

随着固态光源尤其是LD(Laser Diode，半导体激光器)技术的发展，各类激光产品广泛采用LD激光技术，例如，采用LD激光技术的投影设备作为一类激光产品正逐渐增多。目前，LD激光电路中的普遍采用多通道控制器来对电源的电压和电流进行处理后以恒流恒压的方式对LD激光电路进行驱动。但是，LD激光电路对电压和电流的变化较为敏感。当激光产品的电路系统中电流和电压波动较大甚至发光二极管短路的情况下，LD激光电路中的元件将被损毁。因此，如何对LD激光电路进行保护，成为亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本公开提出了一种固态光源驱动装置和投影设备。

根据本公开的一方面，提供了一种固态光源驱动装置，包括：

驱动模块，通过开关电路与供电电源连接，用于对所述供电电源输出的电信号进行变压和恒流处理，得到光束驱动信号；

光束发射模块，其与所述驱动模块连接，用于接收来自所述驱动模块的光束驱动信号，并发出光束；

过流保护模块，其与所述光束发射模块和所述开关电路分别连接，用于在所述光束发射模块短路的情况下，通过所述开关电路控制所述驱动模块与所述供电电源断开连接。

在一种可能的实现方式中，所述驱动模块包括：

谐振电路，其与所述供电电源连接，用于对来自所述供电电源的电信号进行降压处理；

控制器，其与所述谐振电路连接，用于对来自所述谐振模块的电信号进行升压和恒流处理，得到恒流的光束驱动信号。

在一种可能的实现方式中，所述过流保护模块包括：

比较模块，与所述光束发射模块和参考电压源连接，用于在来自所述光束发射模块的电压大于来自所述参考电压源的参考电压的情况下，发出第一控制信号；

第一通断模块，与所述比较模块连接，在收到所述第一控制信号的情况下导通，以控制所述开关电路断开连接。

在一种可能的实现方式中，所述比较模块包括：

运算放大器，其正相输入端连接所述光束发射模块，其反相输入端连接参考电压，所述运算放大器用于在来自所述光束发射模块的电压大于所述参考电压的情况下，输出高电平。

在一种可能的实现方式中，所述第一通断模块包括：整流二极管和场效应管；

所述整流二极管的正极连接所述运算放大器的输出端，所述整流二极管的负极连接所述场效应管的栅极；

所述场效应管的源极连接所述开关电路。

在一种可能的实现方式中，所述过流保护模块包括：

光电转换模块，与所述光束发射模块连接，用于将来自所述驱动模块的光束发射模块的电信号转换为光信号，并根据所述光信号发出所述第二控制信号；

第二通断模块，与所述光电转换模块连接，在收到所述第二控制信号的情况下导通，以控制所述开关电路断开连接。

在一种可能的实现方式中，所述光电转换模块包括第一发光二极管和第一光敏三极管；

所述第一发光二极管的一端连接所述光束发射模块；

所述第一发光二极管的另一端连接所述第一光敏三极管；

所述第一光敏三极管连接所述第二通断模块。

在一种可能的实现方式中，所述第二通断模块包括：整流二极管和场效应管；

所述整流二极管的正极连接所述第一光敏三极管，所述整流二极管的负极连接所述场效应管的栅极；

所述场效应管的源极连接所述开关电路。

在一种可能的实现方式中，所述第二通断模块包括第二发光二极管和光敏电阻；

所述第二发光二极管连接所述第一光敏三极管；

所述光敏电阻的一端连接所述开关电路，所述光敏电阻的另一端接地。

根据本公开的另一方面，提供了一种投影设备，所述投影设备包括上述固态光源驱动装置。

本公开中，过流保护模块与开关电路和光束发射模块分别连接，在光束发射模块短路的情况下，通过开关电路控制驱动模块与供电电源断开连接。由此能够在光束发射模块输出短路情况下保护产品电路免遭损坏，从而提高产品的耐用性。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种固态光源驱动装置的结构图。

图2是根据一示例性实施例的一个示例示出的一种固态光源驱动装置的结构图。

图3是根据一示例性实施例的一个示例示出的一种固态光源驱动装置的结构图。

图4是根据一应用示例示出的一种固态光源驱动装置的结构图。

图5是根据一应用示例示出的一种固态光源驱动装置中开关电路的结构图。

图6是根据一示例性实施例的一个示例示出的一种固态光源驱动装置的结构图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。

图1是根据一示例性实施例示出的一种固态光源驱动装置的结构图。本公开的固态光源驱动装置的固态光源可以是发光二极管光源或激光光源，以下本公开的固态光源驱动装置以激光光源驱动装置为例进行描述，该固态光源驱动装置可以应用于激光投影仪，激光电视等固态光源设备中，在此不做限定。如图1所示，所述固态光源驱动装置包括：

驱动模块10，通过开关电路40与供电电源(图中未示出)连接，用于对所述供电电源输出的电信号(如图1中的VCC-IN)进行变压和恒流处理，得到光束驱动信号：

光束发射模块20，其与所述驱动模块10连接，用于接收来自所述驱动模块10的光束驱动信号，并发出光束。

过流保护模块30，其与所述光束发射模块20和所述开关电路40分别连接，用于在所述光束发射模块20短路的情况下，通过所述开关电路40控制所述驱动模块10与所述供电电源断开连接。

作为本实施例的一个示例，如图2所示，所述驱动模块10包括：谐振电路101和控制器102。

谐振电路101与所述供电电源连接，用于对来自所述供电电源的电信号进行降压处理。

控制器102与所述谐振电路101连接，用于对来自所述谐振模块的电信号进行升压和恒流处理，得到恒流的光束驱动信号。

例如，如图4所示，谐振电路101可以将供电电源输出的电压由220V(伏)降至24V。控制器102可以对谐振电路101输出的24V电压进行升压，变成30V到39V的恒流输出。

本公开中，过流保护模块与开关电路和光束发射模块分别连接，在光束发射模块短路的情况下，通过开关电路控制驱动模块与供电电源断开连接。由此能够在光束发射模块输出短路情况下保护产品电路免遭损坏，从而提高产品的耐用性。

图3是根据一示例性实施例的一个示例示出的一种固态光源驱动装置的结构图。如图3所示，所述过流保护模块30包括：

比较模块301，与所述光束发射模块20和参考电压源连接，用于在来自所述光束发射模块20的电压大于来自所述参考电压源的参考电压的情况下，发出第一控制信号。

第一通断模块302，与所述比较模块301连接，在收到所述第一控制信号的情况下导通，以控制所述开关电路40断开连接。

例如，第一通断模块302在断开状态下，开关电路40是闭合的，驱动模块10与供电电源处于连接状态。如果比较模块301确定光束发射模块20的电压大于参考电压，可以向第一通断模块302发送第一控制信号，以控制第一通断模块302由断开状态转为导通状态。第一通断模块302在导通状态下，可以控制开关电路40从闭合状态转为断开状态，进而使驱动模块10与供电电源断开连接。

本公开中，过流保护模块与开关电路和光束发射模块分别连接，在光束发射模块短路的情况下，通过开关电路控制驱动模块与供电电源断开连接。由此能够在光束发射模块输出短路情况下保护产品电路免遭损坏，从而提高产品的耐用性。

作为本实施例的一个示例，如图4所示，所述比较模块301可以包括：运算放大器，其正相输入端连接所述光束发射模块20，其反相输入端连接参考电压，所述运算放大器用于在来自所述光束发射模块20的电压大于所述参考电压的情况下，输出高电平。

所述第一通断模块302可以包括：整流二极管和场效应管。所述整流二极管的正极连接所述运算放大器的输出端，所述整流二极管的负极连接所述场效应管的栅极。所述场效应管的源极连接所述开关电路40。

在一种应用示例中，如图4所示：在比较模块301中，所采用的运算放大器的型号可以为LM358。此外，比较模块301还可以包括电阻R1、RA、RB、RC和RD，以及电容C1。其中运算放大器的正相输入端通过电阻RA连接光束发射模块20(例如图4中的C点)。运算放大器的反相输入端通过电阻RB连接参考电压源，运算放大器的反相输入端通过电阻RD接地，并且运算放大器的反相输入端通过电阻RC和电容C1连接运算放大器的输出端E。

在第一通断模块302中，整流二极管的型号可以为1N4148，整流二极管的正极连接运算放大器的输出端，负极连接场效应管的栅极，当运算放大器的输出端E输出高电平时，整流二极管导通；当运算放大器的输出端E输出低电平时，整流二极管截止。因此，整流二极管可以防止电信号回流。场效应管的型号可以为2N7002，并且场效应管的源极和漏极之间还可以连接用于防止电信号回流的寄生二极管。如图5和图4所示，图4中场效应管的源极通过节点F连接至图5中的开关电路，场效应管的漏极接地。

在正常情况下，如图5所示，向开关电路提供的PS_ON信号为高电平(例如5V)，使得开关电路里的开关管SQ501导通。这时，光电耦合器LT1008中的发光二极管PC3A可以发光，使得光敏电阻PC3B的电阻减小，从而使得开关管SQ401导通。这时，供电电源的输出VCC-IN能够经由开关电路向谐振电路提供输入电压VCC(220V)。

在异常情况下，例如，如图4所示，如果光束发射模块20中LD+和LD-短路时，则流过C节点的电流变大。C节点产生的电压a输入运算放大器的正相输入端。运算放大器将电压a和反相输入端的参考电压2.5V做比较，当电压a大于2.5V时，运算放大器在输出端E产生高电平。该高电平信号可以使得整流二极管IN4148和场效应管2N7002导通。场效应管在导通的源极和漏极导通的情况下，参见图5，通过节点F将开关电路中的Standby的电压分流至数字地，使光电耦合器的发光二极管PC3A不发光。这样，光敏电阻PC3B的电阻值变大，使开关管SQ401由导通的状态转为断开的状态。这样，开关电路由导通状态转为断开状态，由此断开所述供电电源与驱动模块(图中未示出)的连接，使得固态光源驱动装置进入保护状态。

本公开在光束发射模块过流或短路的情况下，巧妙的利用过流保护模块分流开关电路中的PS_ON信号来断开开关电路，无需冗余的电路元件和复杂的电路结构，即可实现光束短路保护。

图6是根据一示例性实施例的一个示例示出的一种固态光源驱动装置的结构图。如图6所示，该固态光源驱动装置可以包括光电转换模块303和第二通断模块304。

该光电转换模块303，与所述光束发射模块20连接，用于将来自所述驱动模块10的光束发射模块20的电信号转换为光信号，并根据所述光信号发出所述第二控制信号。

该第二通断模块304，与所述光电转换模块303连接，在收到所述第二控制信号的情况下导通，以控制所述开关电路40断开连接。

例如，所述光电转换模块303可以为光电耦合器，所述光电耦合器可以包括第一发光二极管和第一光敏三极管。其中，所述第一发光二极管的一端连接所述光束发射模块20，第一发光二极管的另一端连接第一光敏三极管。所述第一光敏三极管连接所述第二通断模块304。本示例中，在异常情况下，例如光束发射模块20短路时。光束发射模块20输出至光电耦合器的电流变大，促使光电耦合器中的第一发光二极管的光强变大，进而使第一光敏三极管导通，第一光敏三极管由此输出一个高电平(例如5V电平)。

在一种可能的实现方式中，第一光敏三极管还可以替换为光敏电阻、光敏二极管等。在此不做限定。

在本公开中，第二通断模块304的实现方式有多种，以下为具体示例：

示例一，第二通断模块304可以包括：整流二极管和场效应管。这种情况下，第二通断模块304的实现原理可以参见上述实施例中的第一通断模块，在此不再赘述。

示例二，第二通断模块304可以包括：第二发光二极管和光敏电阻。所述第二发光二极管连接所述光电转换模块303(例如，所述第二发光二极管连接光电转换模块303中的第一光敏三极管)。所述光敏电阻的一端连接所述开关电路40，所述光敏电阻的另一端接地。

在异常情况下，例如光束发射模块短路时，光束发射模块输出至光电耦合器的电流变大，促使光电耦合器中的第一发光二极管的光强变大，进而使第一光敏三极管导通。第一光敏三极管由此输出高电平，使得第二发光二极管发光强度变大。在第二发光二极管发光强度变大的情况下，光敏电阻的阻值变小，光敏电阻连接开关电路的一端与接数字地的另一端之间呈现导通状态。如图5所示，光敏电阻通过节点F将开关电路中Standby的电压分流至数字地，使开关电路中的光电耦合器的发光二极管PC3A不发光。这样，光敏电阻PC3B的电阻值变大，使开关管SQ401由导通的状态转为断开的状态。这样，开关电路由导通状态转为断开状态，由此断开供电电源与驱动模块(图中未示出)的连接，使得固态光源驱动装置进入保护状态。

在一种可能的实现方式中，光敏电阻也可以替换为光敏三极管、光敏二极管，在此不做限定。

本公开在光束发射模块过流或短路的情况下，巧妙的利用过流保护模块分流开关电路中的PS_ON信号来控制所述开关电路断开供电电源与谐振电路的连接，无需冗余的电路元件和复杂的电路结构，即可实现光束驱动电路的短路保护。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (7)

1.一种固态光源驱动装置，其特征在于，包括：

驱动模块，通过开关电路与供电电源连接，用于对所述供电电源输出的电信号进行变压和恒流处理，得到光束驱动信号；

光束发射模块，其与所述驱动模块连接，用于接收来自所述驱动模块的光束驱动信号，并发出光束，所述光束为激光光束；

过流保护模块，其与所述光束发射模块和所述开关电路分别连接，用于在所述光束发射模块短路的情况下，通过所述开关电路控制所述驱动模块与所述供电电源断开连接；

其中，在异常情况下，所述开关电路通过使其内部的光电耦合器的发光二极管不发光，令光敏电阻的电阻值变大，使开关管由导通的状态转为断开的状态；所述过流保护模块包括：

比较模块，与所述光束发射模块和参考电压源连接，用于在来自所述光束发射模块的电压大于来自所述参考电压源的参考电压的情况下，发出第一控制信号；

第一通断模块，与所述比较模块连接，在收到所述第一控制信号的情况下导通，以控制所述开关电路断开连接，

其中，所述第一通断模块包括：整流二极管和场效应管；

所述整流二极管的正极连接所述比较模块的运算放大器的输出端，所述整流二极管的负极连接所述场效应管的栅极；

所述场效应管的源极连接所述开关电路，所述场效应管的源极和漏极之间通过寄生二极管连接；

其中，所述驱动模块包括：

谐振电路，其与所述供电电源连接，用于对来自所述供电电源的电信号进行降压处理；

控制器，其与所述谐振电路连接，用于对来自所述谐振电路的电信号进行升压和恒流处理，得到恒流的光束驱动信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述比较模块包括：

运算放大器，其正相输入端连接所述光束发射模块，其反相输入端连接参考电压，所述运算放大器用于在来自所述光束发射模块的电压大于所述参考电压的情况下，输出高电平。

3.一种固态光源驱动装置，其特征在于，包括：

驱动模块，通过开关电路与供电电源连接，用于对所述供电电源输出的电信号进行变压和恒流处理，得到光束驱动信号；

光束发射模块，其与所述驱动模块连接，用于接收来自所述驱动模块的光束驱动信号，并发出光束，所述光束为激光光束；

过流保护模块，其与所述光束发射模块和所述开关电路分别连接，用于在所述光束发射模块短路的情况下，通过所述开关电路控制所述驱动模块与所述供电电源断开连接；

其中，在异常情况下，所述开关电路通过使其内部的光电耦合器的发光二极管不发光，令光敏电阻的电阻值变大，使开关管由导通的状态转为断开的状态；

所述过流保护模块包括：

光电转换模块，与所述光束发射模块连接，用于将来自所述驱动模块的光束发射模块的电信号转换为光信号，并根据所述光信号发出第二控制信号；

第二通断模块，与所述光电转换模块连接，在收到所述第二控制信号的情况下导通，以控制所述开关电路断开连接；

其中，所述驱动模块包括：

谐振电路，其与所述供电电源连接，用于对来自所述供电电源的电信号进行降压处理；

控制器，其与所述谐振电路连接，用于对来自所述谐振电路的电信号进行升压和恒流处理，得到恒流的光束驱动信号。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述光电转换模块包括第一发光二极管和第一光敏三极管；

所述第一发光二极管的一端连接所述光束发射模块；

所述第一发光二极管的另一端连接所述第一光敏三极管；

所述第一光敏三极管连接所述第二通断模块。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第二通断模块包括：整流二极管和场效应管；

所述整流二极管的正极连接所述第一光敏三极管，所述整流二极管的负极连接所述场效应管的栅极；

所述场效应管的源极连接所述开关电路。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第二通断模块包括第二发光二极管和光敏电阻；

所述第二发光二极管连接所述第一光敏三极管；

所述光敏电阻的一端连接所述开关电路，所述光敏电阻的另一端接地。

7.一种投影设备，其特征在于，所述投影设备包括权利要求1至6中任意一项所述的固态光源驱动装置。

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