CN112332212A - 一种激光恒流驱动电路和激光投影显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种激光恒流驱动电路和激光投影显示装置,该激光恒流驱动电路包括第一电流反馈电路、第二电流反馈电路、恒流控制电路以及控制器,第一电流反馈电路将激光器光源的工作回路的回路电流反馈给控制器,控制器根据回路电流确定并输出用于控制激光器光源工作的设定电流的第一控制信号,而第二电流反馈电路将回路电流反馈给恒流控制电路,使其根据第一控制信号和回路电流,确定并输出用于控制激光器光源的驱动电流的第二控制信号。因此,该激光恒流驱动电路能够对激光器光源的工作电流实现闭环控制,使得激光器光源的工作电流稳定性较好,同时其包含两级电流反馈电路,使得采样电流更加精确,实现两级闭环控制,进而使得电流控制精度更高。
Description
技术领域
本发明涉及激光驱动领域,特别是涉及一种激光恒流驱动电路和激光投影显示装置。
背景技术
近年来,随着功率半导体激光器技术的快速发展,功率半导体激光器在激光投影、激光电视、激光照明、激光医疗等民用领域,以及在激光制导,激光夜视,激光武器等军事领域得到广泛应用,这不仅促进了功率半导体激光器驱动技术的发展,同时也使得功率半导体激光器驱动技术成为功率半导体激光器在众多应用领域的核心技术。
半导体激光二极管(LD)对驱动技术的要求十分严格,激光二极管(LD)的安全工作和激光输出波长的稳定依赖于电源驱动,传统的激光驱动电路对激光二极管的工作电流进行开环控制,对电流调节精度差,且电流稳定性较差,同时,传统激光驱动电路成本较高,电路结构也较为复杂。
发明内容
本发明实施例旨在提供一种激光恒流驱动电路和激光投影显示装置,其能够提高激光器光源工作电流的控制精度。
为解决上述技术问题,本发明实施例提供以下技术方案:
在第一方面,本发明实施例提供一种激光恒流驱动电路,应用于激光器光源,包括:第一电流反馈电路、第二电流反馈电路、恒流控制电路以及控制器;
所述第一电流反馈电路串联于所述激光器光源的工作回路中,且所述第一电流反馈电路还与所述控制器的输入端电性连接,所述第一电流反馈电路用于采样和反馈所述激光器光源的工作回路的所述回路电流;
所述控制器的输出端与所述恒流控制电路的第二输入端电性连接,所述控制器用于根据所述第一电流反馈电路反馈的所述回路电流确定并输出第一控制信号,且所述第一控制信号作用于所述恒流控制电路的第二输入端,所述第一控制信号用于控制所述激光器光源的设定电流;
所述第二电流反馈电路串联于所述激光器光源的工作回路中,且所述第二电流反馈电路还与所述恒流控制电路的第一输入端电性连接,所述第二电流反馈电路用于采样和反馈所述激光器光源的工作回路的回路电流;以及
所述恒流控制电路的输出端与所述激光器光源电性连接,所述恒流控制电路用于根据所述第一控制信号和所述回路电流确定并输出第二控制信号,所述第二控制信号用于控制所述激光器光源的驱动电流。
在一些实施例中,所述第一电流反馈电路包括第一电流采样电路和放大电路,所述第一电流采样电路串联于所述激光器光源的工作回路中,且所述第一电流采样电路还与所述放大电路的输入端电性连接,所述第一电流采样电路用于采样所述激光器光源的工作回路的所述回路电流;
所述放大电路的输出端与所述控制器的输入端电性连接,所述放大电路用于对所述回路电流进行放大,且将放大后的所述回路电流反馈给所述控制器。
在一些实施例中,所述第一电流反馈电路还包括第一滤波电路,所述第一滤波电路的一端与所述第一电流采样电路电性连接,所述第一滤波电路的另一端与所述放大电路的输入端电性连接,所述第一滤波电路用于对所述回路电流进行滤波。
在一些实施例中,所述第一电流采样电路包括第一电阻,所述放大电路包括放大器,所述第一滤波电路包括第二电阻和第一电容,所述第一电阻串联于所述激光器光源的工作回路中,所述第一电阻还与所述第二电阻的一端连接,所述第二电阻的另一端分别与所述第一电容的一端和所述放大器的同相输入端连接,所述第一电容的另一端分别与所述放大器的反相输入端和地连接,所述放大器的输出端与所述控制器的输入端连接。
在一些实施例中,所述第二电流反馈电路包括第二电流采样电路和第二滤波电路,所述第二电流采样电路串联于所述激光器光源的工作回路中,所述第二电流采样电路还与所述第二滤波电路的一端电性连接,所述第二电流采样电路用于采样所述激光器光源的工作回路的所述回路电流;
所述第二滤波电路的另一端与所述恒流控制电路的第一输入端电性连接,所述第二滤波电路用于对所述回路电流进行滤波,且将滤波后的所述回路电流反馈至所述恒流控制电路。
在一些实施例中,所述第二电流采样电路包括第三电阻,所述第二滤波电路包括第四电阻和第二电容,所述第三电阻串联于所述激光器光源的工作回路中,所述第三电阻的第一端还与所述第四电阻的第一端连接,所述第三电阻的第二端还分别与所述第二电容的第一端和所述恒流控制电路的第一输入端连接,所述第四电阻的第二端分别与所述第二电容的第二端和所述恒流控制电路的第一输入端连接。
在一些实施例中,所述第二电流反馈电路还包括第五电阻和第六电阻,所述第五电阻的第一端与所述恒流控制电路的第一输入端连接,所述第五电阻的第二端分别与所述第四电阻的第二端和所述第二电容的第二端连接,所述第六电阻的第一端与所述恒流控制电路的第一输入端连接,所述第六电阻的第二端分别与所述第二电容的第一端和所述第三电阻的第二端连接。
在一些实施例中,所述激光恒流驱动电路还包括第三滤波电路,所述第三滤波电路的一端与所述控制器的输出端电性连接,另一端与所述恒流控制电路的第二输入端电性连接,所述第三滤波电路用于对所述第二控制信号进行滤波。
在一些实施例中,所述第三滤波电路包括第七电阻和第三电容,所述第七电阻的一端与所述控制器的输出端连接,所述第七电阻的另一端分别与所述第三电容的一端和所述恒流控制电路的第二输入端连接,所述第三电容的另一端接地。
在第二方面,本发明实施例提供一种激光投影显示装置,所述激光投影显示装置包括:
电源,用于向所述激光投影显示装置提供电能;
激光器光源,与所述电源电性连接,当所述激光器光源处于导通工作状态时,所述激光器光源产生光亮;以及
如上所述的激光恒流驱动电路,所述激光恒流驱动电路与所述激光器光源连接,用于驱动所述激光器光源工作。
在本发明各个实施例中,该激光恒流驱动电路包括第一电流反馈电路、第二电流反馈电路、恒流控制电路以及控制器。控制器根据预先的设定的参数,输出第一控制信号,该第一控制信号用于控制激光器光源工作的设定电流。第二电流反馈电路将激光器光源的工作回路的回路电流反馈给恒流控制电路,使得恒流控制电路根据第一控制信号和该回路电流,确定并输出第二控制信号,第二控制信号用于控制激光器光源的驱动电流。第一电流反馈电路同样可以将激光器光源的工作回路的回路电流反馈给控制器,控制器根据该回路电流调整第一控制信号,微调激光器光源工作的设定电流,增加激光器光源驱动电流的精度。因此,该激光恒流驱动电路能够对激光器光源的工作电流实现闭环控制,使得激光器光源的工作电流稳定性较好,同时该激光恒流驱动电路包含两级电流反馈电路,使得采样电流更加精确,实现两级闭环控制,进而使得电流控制精度更高。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制。
图1是本发明实施例提供的其中一种激光投影显示装置的结构示意图;
图2是本发明实施例提供的其中一种激光恒流驱动电路的结构示意图;
图3是本发明另一实施例提供的其中一种激光恒流驱动电路的结构示意图。
图4a是本发明实施例提供的其中一种激光器光源的工作回路的电路结构示意图;
图4b是本发明实施例提供的其中一种激光恒流驱动电路的电路结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
请参阅图1,图1是本发明实施例提供一种激光投影显示装置100的结构示意图。如图1所示,该激光投影显示装置100包括电源10、激光器光源20以及激光恒流驱动电路30,其中,电源10用于向激光投影显示装置100提供电能,激光器光源20与电源10电性连接,当激光器光源20处于导通工作状态时,激光器光源20产生光亮,而激光恒流驱动电路30与激光器光源20连接,用于驱动激光器光源20工作,其可以驱动激光器光源20工作于导通状态,也可以使得激光器光源20工作于截止状态。因此,当激光恒流驱动电路30驱动激光器光源20工作于导通状态时,激光器光源20产生光亮,使得激光投影显示装置100正常工作。
激光投影显示装置是利用激光投影显示技术向人们展示文字、图片或视频等内容,激光投影显示技术(LDT),也称激光投影技术或者激光显示技术,它是以红、绿、蓝(RGB)三基色激光为光源的显示技术,可以最真实地再现客观世界丰富、艳丽的色彩,提供更具震撼的表现力。最早激光投影技术是采用气体激光器作为光源,如He-Ne、氩离子、氪气和铜蒸汽激光器等,分别辐射红、蓝、绿色激光,实现全彩色激光投影,但气体激光器电光效率很低且工作可靠性相对较差。使用激光二极管泵浦的全固态激光器和倍频技术也可获得红、绿、蓝光辐射,连续输出功率可达数瓦、数十瓦,甚至数百瓦。这些全固态激光器具有很高的电光效率和稳定性,结构紧凑,数瓦的功率就可用于激光投影。因此,目前大部分的激光器光源为激光二极管。
半导体激光二极管(LD)对驱动技术的要求十分严格,控制系统的过冲电压和电流及温度控制不当会致使激光器大量损坏。激光二极管(LD)的安全工作和激光输出波长的稳定依赖于激光恒流驱动电路30对其的驱动控制,因此,需要对激光二极管进行严格、可靠地驱动控制,使得激光二极管能够稳定可靠工作。
请参阅图2,图2是本发明实施例提供一种激光恒流驱动电路结构示意图,如图2所示,该激光恒流驱动电路30应用于激光器光源20,激光器光源20本身具有工作回路,当激光器光源20被驱动处于导通状态时,电源10可以使得激光器光源20正常工作,发出对应的亮光,而该激光恒流驱动电路30则用于驱动激光器光源20,控制其工作状态。
该激光恒流驱动电路30包括第一电流反馈电路31、第二电流反馈电路32、恒流控制电路33以及控制器34,其中,第一电流反馈电路31串联于激光器光源20的工作回路中,且第一电流反馈电路31还与控制器34的输入端电性连接,第一电流反馈电路31用于采样和反馈激光器光源20的工作回路的回路电流。第一电流反馈电路31可以采样激光器光源20的工作回路的回路电流,并将该回路电流传送至控制器34,由控制器34对该回路电流进行处理和分析。
控制器34的输出端与恒流控制电路33的第二输入端电性连接,控制器34用于根据第一电流反馈电路31反馈的回路电流确定并输出第一控制信号,且第一控制信号作用于恒流控制电路33的第二输入端,第一控制信号用于控制激光器光源20的设定电流。第一控制信号可以为PWM方波,方波的占空比决定控制激光器光源20的设定电流,占空比越大,代表激光器光源20工作的设定电流越小,占空比越小,代表激光器光源20工作的设定电流越大。在一些实施例中,第一控制信号还可以为直流电压信号,该直流电压信号作为恒流控制电路33的输入信号,同样反映控制器34光源工作的设定电流,直流电压信号越大,代表激光器光源20工作的设定电流越小,直流电压信号越小,代表激光器光源20工作的设定电流越大。
第二电流反馈电路32同样串联于激光器光源20的工作回路中,且第二电流反馈电路32还与恒流控制电路33的第一输入端电性连接,第二电流反馈电路32用于采样和反馈激光器光源20的工作回路的回路电流。第二电流反馈电路32将采样到的回路电流传送至恒流控制电路33,由恒流控制电路33对该回路电流进行处理和分析。
恒流控制电路33的输出端与激光器光源20的工作回路电性连接,恒流控制电路33用于根据第一控制信号和回路电流确定并输出第二控制信号,第二控制信号用于控制激光器光源20的驱动电流。第一控制信号反映激光器光源20工作的设定电流,其作用于恒流控制电路33的第二输入端,采样的回路电流作用于恒流控制电路33的第一输入端,恒流控制电路33根据该第一输入端和第二输入端的输入信号,确定并输出第二控制信号,以第二控制信号驱动激光器光源20工作,同时,恒流控制电路33实现了恒定的电流输出,使得激光器光源20能够恒流工作。
请继续参阅图2,结合图2,该恒流驱动电路的工作原理可以描述如下:
当刚上电,激光器光源20处于截止状态时,控制器34可以输出第一控制信号作用于恒流控制电路33,恒流控制电路33根据该第一控制信号输出第二控制信号,第二控制信号用于驱动激光器光源20,使其正常工作,进而发光发亮;
激光器光源20在其工作回路正常工作时,为了对激光器光源20的工作回路的回路电流能够精确控制,对其进行闭环控制。首先,第二电流反馈电路32采样和反馈激光器光源20的工作回路的回路电流,第二电流反馈电路32将该回路电流反馈至恒流控制电路33的第一输入端,恒流控制电路33根据第二输入端的第一控制信号和第一输入端的回路电流信号,确定并输出第二控制信号,该第二控制信号用于控制激光器光源20的驱动电流,通过第二电流反馈电路32可以对激光器光源20的工作回路的回路电流进行闭环控制,使得激光器光源20能够能够按照设定电流稳定工作;
然后,第一电流反馈电路31同样可以采样和反馈激光器光源20的工作回路的回路电流,第一电流反馈电路31将该回路电流反馈至控制器34的输入端,控制器34根据采样的该回路电流确定并调整第一控制信号,该第一控制信号作用于恒流控制电路33,进而恒流控制电路33可以根据该第一控制信号确定并调整第二控制信号,该第二控制信号用于驱动激光器光源20工作,其中,第一控制信号反映激光器光源20工作的设定电流,第二控制信号反映对激光器光源20的驱动电流,因此,通过第一电流反馈电路31同样对激光器光源20的工作回路的回路电流进行闭环控制,使得激光器光源20能够能够按照设定电流稳定工作;因此,该激光恒流驱动电路30可以通过第一电流反馈电路31再次对激光器光源20的工作回路的回路电流进行闭环控制,进一步提高控制精度,使得激光器光源20的工作回路的回路电流能够达到设定电流,且稳定工作。
综上所述,该激光恒流驱动电路能够对激光器光源的工作电流实现闭环控制,使得激光器光源的工作电流稳定性较好,同时该激光恒流驱动电路包含两级电流反馈电路,使得采样电流更加精确,实现两级闭环控制,进而使得电流控制精度更高,且该激光恒流驱动电路电路结构简单,成本也较低。
在一些实施例中,控制器34可以为通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、单片机、ARM(Acorn RISC Machine)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。还有,控制器34还可以是任何传统处理器、控制器、微控制器或状态机。控制器34也可以被实现为计算设备的组合,例如,DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP和/或任何其它这种配置。
请参阅图3,图3是本发明实施例提供一种激光恒流驱动电路结构示意图,如图3所示,第一电流反馈电路31包括第一电流采样电路311和放大电路312,第一电流采样电路311串联于激光器光源20的工作回路中,且第一电流采样电路311还与放大电路312的输入端电性连接,第一电流采样电路311用于采样激光器光源20的工作回路的回路电流。第一电流采样电路311可以由采样电阻或采样芯片组成。
放大电路312的输出端与控制器34的输入端电性连接,放大电路312用于对回路电流进行放大,且将放大后的回路电流反馈给控制器34。回路电流被放大以后,可以使得控制器34处理得更好,分析得更加准确。
在一些实施例中,该第一电流反馈电路31还包括第一滤波电路313,第一滤波电路313的一端与第一电流采样电路311电性连接,第一滤波电路313的另一端与放大电路312的输入端电性连接,第一滤波电路313用于对回路电流进行滤波。第一滤波电路313将经过滤波处理以后的回路电流传送至放大电路312,再由放大电路312进行放大处理。
在一些实施例中,该第二电流反馈电路32包括第二电流采样电路321和第二滤波电路322,第二电流采样电路321串联于激光器光源20的工作回路中,第二电流采样电路321还与第二滤波电路322的一端电性连接,第二电流采样电路321用于采样激光器光源20的工作回路的回路电流;
第二滤波电路322的另一端与恒流控制电路33的第一输入端电性连接,第二滤波电路322用于对回路电流进行滤波,且将滤波后的回路电流反馈至恒流控制电路33。
其中,第一电流采样电路311和第二电流采样电路321采样的电流相同,均为激光器光源20的工作回路的回路电流,但若采样的回路电流以电压形式反馈,则反馈的电压可能会不同,例如:第一电流采样电路311和第二电流采样电路321均包含采样电阻,采样电阻将回路电流转换为采样电压进行反馈,若第一电流采样电路311和第二电流采样电路321所包含的采样电阻阻值不同,则反馈的采样电压也不会相同。
在一些实施例中,激光恒流驱动电路30还包括第三滤波电路34,该第三滤波电路34的一端与控制器34的输出端电性连接,另一端与恒流控制电路33的第二输入端电性连接,第三滤波电路34用于对第二控制信号进行滤波。若第二控制信号为PWM方波,则经过第三滤波电路34滤波以后,转换成直流电压,该直流电压作用于恒流控制电路33的第二输入端。
请参阅图4a,图4a是本发明实施例提供的一种激光器光源的工作回路的电路结构示意图,如图4a所示,激光器光源20包括第一激光二极管LD1和第二激光二极管LD2,激光器光源20的工作回路中还包括第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、二极管D1、电解电容C4、电感L1以及电源10,该电源10是DC直流电源LD-VIN,在上电阶段,驱动信号作用于第一MOS管Q1,若该驱动信号为PWM信号,则当处于PWM信号的高电平阶段时,使得第一MOS管Q1导通,二极管D1截止,进而该DC直流电源LD-VIN为电感L1储存能量,电解电容C4放电,为第一激光二极管LD1和第二激光二极管LD2提供导通电压;当处于PWM信号的低电平阶段时,第一MOS管Q1截止,二极管D1导通,电感L1释放能量,DC直流电源LD-VIN及电感L1储存的能量经二极管D1为电解电容C4充电,还为第一激光二极管LD1和第二激光二极管LD2提供导通电压。当达到第一激光二极管LD1和第二激光二极管LD2的导通电压时,第一激光二极管LD1和第二激光二极管LD2工作于导通状态,两个激光二极管LD1和LD2发光,通过控制PWM驱动信号的占空比,可以控制两个激光二极管LD1和LD2的工作电流。而恒流控制电路33输出的第二控制信号即为该驱动信号。
请参阅图4b,图4b是本发明实施例提供的一种激光恒流驱动电路的电路结构示意图,如图4b所示,第一电流采样电路311包括第一电阻R1,放大电路312包括放大器U1,第一滤波电路313包括第二电阻R2和第一电容C1,第一电阻R1串联于激光器光源20的工作回路中,具体地,第一电阻R1的一端接地,第一电阻R1的另一端还分别与第二MOS管Q2的漏极和第二电阻R2的一端连接,第二电阻R2的另一端分别与第一电容C1的一端和放大器U1的同相输入端连接,第一电容C1的另一端分别与放大器U1的反相输入端连接,第一电容C1的另一端还经电阻与地连接,放大器U1的输出端经电阻与控制器34的输入端连接。
激光器光源20的工作回路的回路电流经第一电阻R1未接地端反馈至第一滤波电路313,该回路电流经第一电阻R1转换为对应的采样电压,该采样电压经第二电阻R2和第一电容C1组成的第一滤波电路313滤波以后,被传送至放大器U1的同相输入端,经放大器U1放大以后,该经过滤波和放大处理以后的采样电压被传送至控制器34的输入端,由控制器34进行处理和分析。具体地,控制器34包括控制芯片U2,控制器34的输入端为控制芯片U2的3引脚,控制芯片U2对采样电压进行分析以后,确定并输出第一控制信号,通过其17引脚输出该第一控制信号,第一控制信号可以为PWM方波,也可以为直流电压。
第二电流采样电路321包括第三电阻R3,第二滤波电路322包括第四电阻R4和第二电容C2,第三电阻R3串联于激光器光源20的工作回路中,具体地,第三电阻R3的第一端连接第一激光二极管LD1的阳极,第三电阻R3的第二端连接二极管D1的阴极、电解电容C4的正极,第三电阻R3的第一端还与第四电阻R4的第一端连接,第三电阻R3的第二端还分别与第二电容C2的第一端和恒流控制电路33的第一输入端连接,第四电阻R4的第二端分别与第二电容C2的第二端和恒流控制电路33的第一输入端连接。
第三电阻R3将激光器光源20的工作回路的回路电流转换为对应的采样电压,此处有两个采样电压,一处经第三电阻R3的第一端采样得到的VHSN1,一处经第三电阻R3的第二端采样得到的VHSP1,两个采样电压的差压经第二滤波电路322滤波以后,被传送至恒流控制电路33的第一输入端。恒流控制电路33包括恒流控制芯片U3,第一处的采样电压被传送至恒流控制芯片U3的20引脚,第二处的采样电压被传送至恒流控制芯片U3的19引脚,由恒流控制芯片U3计算两处采样电压的差压,对其进行处理和分析。
在一些实施例中,第二电流反馈电路32还包括第五电阻R5和第六电阻R6,第五电阻R5的第一端与恒流控制电路33的第一输入端连接,具体地,第五电阻R5的第一端与恒流控制芯片U3的19引脚连接,第五电阻R5的第二端分别与第四电阻R4的第二端和第二电容C2的第二端连接,第六电阻R6的第一端与恒流控制电路33的第一输入端连接,具体地,第六电阻R6的第一端与恒流控制芯片U3的20引脚连接,第六电阻R6的第二端分别与第二电容C2的第一端和第三电阻R3的第二端连接。在实际工程应用中,为了使得第三电阻R3的阻值更好选择,第二电流反馈电路32设置第五电阻R5和第六电阻R6,可以对采样的电压进行相应的调整,进而使得第三电阻R3能够更好选择为常见阻值的电阻。
第三滤波电路34包括第七电阻R7和第三电容C3,第七电阻R7的一端与控制器34的输出端连接,第七电阻R7的另一端分别与第三电容C3的一端和恒流控制电路33的第二输入端连接,具体地,第七电阻R7的一端与控制器34的17引脚连接,第七电阻R7的另一端与恒流控制芯片U3的4引脚连接,第三电容C3的一端与恒流控制芯片U3的4引脚连接,第三电容C3的另一端接地。控制器34经17引脚输出第一控制信号,该第一控制信号经第七电阻R7和第三电容C3滤波以后,被传送至恒流控制芯片U3的4引脚,由恒流控制芯片U3进行处理和分析。
请继续参阅图4a和图4b,结合图4a和图4b,该激光恒流驱动电路30的工作原理可以描述如下:
在上电阶段,控制器34芯片输出第一控制信号,第一控制信号经过第七电阻R7和第三电容C3滤波以后,被传送至恒流控制芯片U3的4引脚,恒流控制芯片U3根据该第一控制信号,分析出激光器光源20工作的设定电流,恒流控制芯片U3再经15引脚输出第二控制信号,作用于第一MOS管Q1的栅极,该第二控制信号用于控制激光器光源20工作的驱动电流,第一控制信号可以为PWM方波信号,还可以为直流电压信号,第二控制信号可以为PWM方波信号,根据占空比的大小,控制激光器光源20工作的驱动电流大小,一般地,占空比越大,相应的驱动电流越大;
激光器光源20正常工作时,其工作回路具有回路电流,第一电流反馈电路31和第二电流反馈电路32对回路电流进行采样和反馈,使得控制器34芯片和恒流控制芯片U3根据反馈的回路电流调整第一控制信号和第二控制信号,具体地,第三电阻R3采样激光器光源20的工作回路的回路电流,并且,第三电阻R3第一端处的采样电压VHSN1经第四电阻R4和第二电容C2滤波以后,被传送至恒流控制芯片U3的20引脚,第三电阻R3的第二端处的采样电压VHSP1经第二电容C2滤波以后,被传送至恒流控制芯片U3的19引脚,两者形成差压,恒流控制芯片U3对该差压进行处理和分析,进而根据其4引脚的输入,以及20引脚和19引脚的差压,控制其15引脚输出的第二控制信号LD-DRV1,即调整第二控制信号LD-DRV1的占空比,进而精准调整激光器光源20工作的驱动电流,通过第二电流反馈电路32对激光器光源20的工作电流实现闭环控制,使得激光器光源20的工作电流稳定性较好;
另外,第一电阻R1将采样的回路电流转换为采样电压LD-CC,该采样电压LD-CC经第二电阻R2和第一电容C1滤波,再经放大器U1进行放大处理,被处理后的采样电压被传送至控制器34芯片的3引脚,控制器34芯片对该滤波放大后的采样电压进行处理和分析,然后再根据该采样电压进行调整第一控制信号,即调整提供给第三滤波电路34的PWM方波的占空比或者调整直流输出电压,来调整恒流控制芯片U3的4引脚的电压值,即调整激光器光源20工作的设定电流,该设定电流作用于恒流控制电路33。因此,该电路可以通过第一电流反馈电路31再次对激光器光源20的工作回路的回路电流进行闭环控制,进一步提高控制精度,使得激光器光源20的工作回路的回路电流能够达到设定电流,且稳定工作。
综上,该激光恒流驱动电路能够对激光器光源的工作电流实现闭环控制,使得激光器光源的工作电流稳定性较好,同时该激光恒流驱动电路包含两级电流反馈电路,使得采样电流更加精确,实现两级闭环控制,进而使得电流控制精度更高,且该激光恒流驱动电路电路结构简单,成本也较低。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;在本发明的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,步骤可以以任意顺序实现,并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化,为了简明,它们没有在细节中提供;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种激光恒流驱动电路,应用于激光器光源,其特征在于,包括:第一电流反馈电路、第二电流反馈电路、恒流控制电路以及控制器;
所述第一电流反馈电路串联于所述激光器光源的工作回路中,且所述第一电流反馈电路还与所述控制器的输入端电性连接,所述第一电流反馈电路用于采样和反馈所述激光器光源的工作回路的所述回路电流;
所述控制器的输出端与所述恒流控制电路的第二输入端电性连接,所述控制器用于根据所述第一电流反馈电路反馈的所述回路电流确定并输出第一控制信号,且所述第一控制信号作用于所述恒流控制电路的第二输入端,所述第一控制信号用于控制所述激光器光源的设定电流;
所述第二电流反馈电路串联于所述激光器光源的工作回路中,且所述第二电流反馈电路还与所述恒流控制电路的第一输入端电性连接,所述第二电流反馈电路用于采样和反馈所述激光器光源的工作回路的回路电流;以及
所述恒流控制电路的输出端与所述激光器光源电性连接,所述恒流控制电路用于根据所述第一控制信号和所述回路电流确定并输出第二控制信号,所述第二控制信号用于控制所述激光器光源的驱动电流。
2.根据权利要求1所述的激光恒流驱动电路,其特征在于,所述第一电流反馈电路包括第一电流采样电路和放大电路,所述第一电流采样电路串联于所述激光器光源的工作回路中,且所述第一电流采样电路还与所述放大电路的输入端电性连接,所述第一电流采样电路用于采样所述激光器光源的工作回路的所述回路电流;
所述放大电路的输出端与所述控制器的输入端电性连接,所述放大电路用于对所述回路电流进行放大,且将放大后的所述回路电流反馈给所述控制器。
3.根据权利要求2所述的激光恒流驱动电路,其特征在于,所述第一电流反馈电路还包括第一滤波电路,所述第一滤波电路的一端与所述第一电流采样电路电性连接,所述第一滤波电路的另一端与所述放大电路的输入端电性连接,所述第一滤波电路用于对所述回路电流进行滤波。
4.根据权利要求3所述的激光恒流驱动电路,其特征在于,所述第一电流采样电路包括第一电阻,所述放大电路包括放大器,所述第一滤波电路包括第二电阻和第一电容,所述第一电阻串联于所述激光器光源的工作回路中,所述第一电阻还与所述第二电阻的一端连接,所述第二电阻的另一端分别与所述第一电容的一端和所述放大器的同相输入端连接,所述第一电容的另一端分别与所述放大器的反相输入端和地连接,所述放大器的输出端与所述控制器的输入端连接。
5.根据权利要求1所述的激光恒流驱动电路,其特征在于,所述第二电流反馈电路包括第二电流采样电路和第二滤波电路,所述第二电流采样电路串联于所述激光器光源的工作回路中,所述第二电流采样电路还与所述第二滤波电路的一端电性连接,所述第二电流采样电路用于采样所述激光器光源的工作回路的所述回路电流;
所述第二滤波电路的另一端与所述恒流控制电路的第一输入端电性连接,所述第二滤波电路用于对所述回路电流进行滤波,且将滤波后的所述回路电流反馈至所述恒流控制电路。
6.根据权利要求5所述的激光恒流驱动电路,其特征在于,所述第二电流采样电路包括第三电阻,所述第二滤波电路包括第四电阻和第二电容,所述第三电阻串联于所述激光器光源的工作回路中,所述第三电阻的第一端还与所述第四电阻的第一端连接,所述第三电阻的第二端还分别与所述第二电容的第一端和所述恒流控制电路的第一输入端连接,所述第四电阻的第二端分别与所述第二电容的第二端和所述恒流控制电路的第一输入端连接。
7.根据权利要求6所述的激光恒流驱动电路,其特征在于,所述第二电流反馈电路还包括第五电阻和第六电阻,所述第五电阻的第一端与所述恒流控制电路的第一输入端连接,所述第五电阻的第二端分别与所述第四电阻的第二端和所述第二电容的第二端连接,所述第六电阻的第一端与所述恒流控制电路的第一输入端连接,所述第六电阻的第二端分别与所述第二电容的第一端和所述第三电阻的第二端连接。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的激光恒流驱动电路,其特征在于,所述激光恒流驱动电路还包括第三滤波电路,所述第三滤波电路的一端与所述控制器的输出端电性连接,另一端与所述恒流控制电路的第二输入端电性连接,所述第三滤波电路用于对所述第二控制信号进行滤波。
9.根据权利要求8所述的激光恒流驱动电路,其特征在于,所述第三滤波电路包括第七电阻和第三电容,所述第七电阻的一端与所述控制器的输出端连接,所述第七电阻的另一端分别与所述第三电容的一端和所述恒流控制电路的第二输入端连接,所述第三电容的另一端接地。
10.一种激光投影显示装置,其特征在于,所述激光投影显示装置包括:
电源,用于向所述激光投影显示装置提供电能;
激光器光源,与所述电源电性连接,当所述激光器光源处于导通工作状态时,所述激光器光源产生光亮;以及
如权利要求1-9任一项所述的激光恒流驱动电路,所述激光恒流驱动电路与所述激光器光源连接,用于驱动所述激光器光源工作。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112098978A (zh) * | 2020-09-14 | 2020-12-18 | 哈工大机器人(合肥)国际创新研究院 | 提高tof相机激光器导通速度、降低驱动功耗的系统及方法 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4344173A (en) * | 1978-09-25 | 1982-08-10 | Northern Telecom Limited | Stabilization circuit for a digitally operated laser |
US5530712A (en) * | 1994-05-20 | 1996-06-25 | Cselt - Centro Studi E Laboratori S.P.A. | Method of and device for controlling the peak power of a laser transmitter in discontinuous optical transmission systems |
CN101540476A (zh) * | 2009-04-07 | 2009-09-23 | 吉林大学 | 数字式半导体激光器恒流驱动器 |
CN102290705A (zh) * | 2011-06-23 | 2011-12-21 | 哈尔滨工业大学 | 输出光功率连续可调的高可靠恒压模式半导体激光驱动器 |
CN102646917A (zh) * | 2012-05-11 | 2012-08-22 | 中国科学院半导体研究所 | 一种激光投影机激光光源的驱动电路 |
CN103227412A (zh) * | 2013-04-12 | 2013-07-31 | 南京诺威尔光电系统有限公司 | 一种大功率半导体激光器恒流互补控制电路 |
US8837539B1 (en) * | 2013-07-24 | 2014-09-16 | National Chi Nan University | Optical power stabilizing device |
CN107069424A (zh) * | 2017-06-15 | 2017-08-18 | 上海理工大学 | 高功率低功耗可调谐dfb激光器驱动装置 |
CN110972356A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-04-07 | 北京集创北方科技股份有限公司 | 驱动控制电路以及发光二极管的照明驱动电路 |
-
2020
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Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4344173A (en) * | 1978-09-25 | 1982-08-10 | Northern Telecom Limited | Stabilization circuit for a digitally operated laser |
US5530712A (en) * | 1994-05-20 | 1996-06-25 | Cselt - Centro Studi E Laboratori S.P.A. | Method of and device for controlling the peak power of a laser transmitter in discontinuous optical transmission systems |
CN101540476A (zh) * | 2009-04-07 | 2009-09-23 | 吉林大学 | 数字式半导体激光器恒流驱动器 |
CN102290705A (zh) * | 2011-06-23 | 2011-12-21 | 哈尔滨工业大学 | 输出光功率连续可调的高可靠恒压模式半导体激光驱动器 |
CN102646917A (zh) * | 2012-05-11 | 2012-08-22 | 中国科学院半导体研究所 | 一种激光投影机激光光源的驱动电路 |
CN103227412A (zh) * | 2013-04-12 | 2013-07-31 | 南京诺威尔光电系统有限公司 | 一种大功率半导体激光器恒流互补控制电路 |
US8837539B1 (en) * | 2013-07-24 | 2014-09-16 | National Chi Nan University | Optical power stabilizing device |
CN107069424A (zh) * | 2017-06-15 | 2017-08-18 | 上海理工大学 | 高功率低功耗可调谐dfb激光器驱动装置 |
CN110972356A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-04-07 | 北京集创北方科技股份有限公司 | 驱动控制电路以及发光二极管的照明驱动电路 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112098978A (zh) * | 2020-09-14 | 2020-12-18 | 哈工大机器人(合肥)国际创新研究院 | 提高tof相机激光器导通速度、降低驱动功耗的系统及方法 |
CN112098978B (zh) * | 2020-09-14 | 2024-03-26 | 哈工大机器人(合肥)国际创新研究院 | 提高tof相机激光器导通速度、降低驱动功耗的系统及方法 |
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Publication number | Publication date |
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