CN1821923A - 操作电流修正装置及其方法 - Google Patents

Abstract

一种操作电流或工作电流修正装置，其用于一功率产生组件，当功率产生组件的一操作电流大于一阈电流或阈值电流时，功率产生组件才产生一输出功率，其中阈电流与功率产生组件的温度呈一函数关系。此操作电流修正装置包含一阈电流修正模块、一功率修正模块、一电流补偿模块与一功率控制模块，其中阈电流修正模块接收该功率产生组件的一温度信号以依据该温度信号与函数关系输出一阈电流修正信号，功率修正模块接收功率产生组件产生输出功率时的一功率反馈信号与一功率目标信号以依据功率目标信号与功率反馈信号的差输出一操作电流修正信号，电流补偿模块接收该阈电流修正信号与操作电流修正信号以依据阈电流修正信号分配操作电流修正信号至一操作电流补偿信号与一阈电流补偿信号，功率控制模块接收依据操作电流补偿信号与阈电流补偿信号以调整操作电流。

Description

操作电流修正装置及其方法

技术领域

本发明关于一种操作电流或工作电流修正装置及其方法，特别关于一种可利用于光驱中的操作电流修正装置及方法。

背景技术

一般电子装置中的功率产生组件容易受温度的影响，而于运作时造成本身效能与准确度的差异，因此，比较精密的功率产生组件中必须设计适当的控制模块以修正热因素所造成的影响。

已知方法为了准确控制功率产生组件在不同温度下的输出功率，在功率产生组件中设计适当的一控制模块，通过功率产生组件产生输出功率后的一功率反馈信号，来控制功率产生组件于输出各个不同功率时所需的操作电流。

如图1所示，当功率产生组件的温度为一温度T₁时，功率产生组件的输出功率与操作电流的关系可由一直线L₁表示。也即，当功率产生组件的操作温度为温度T₁且操作电流为一电流I₁时，功率产生组件将产生一输出功率P₁；若操作电流为一电流I₂时则功率产生组件产生一输出功率P₂。

接着，当功率产生组件的温度提升到一温度T₂后，操作电流为电流I₁将使功率产生组件产生另一个输出功率P₁’(如虚线A)，此时控制模块为了将输出功率控制在输出功率P₁，其以闭回路反馈控制方式计算出用以补偿功率差(P₁’-P₁)所需的电流，进而依据计算结果调增操作电流(如虚线B)，直到功率产生组件产生输出功率P₁为止，此时操作电流为电流I₁’。

由于已知方法假设认为功率产生组件的温度为温度T₂时，功率产生组件的输出功率与操作电流的关系可由一直线L₂表示，若功率产生组件将要产生另一输出功率P₂，控制模块是依据电流I_b1、输出功率P₁’与输出功率P₂的比例关系(如公式1)计算功率产生组件产生输出功率P₂所需的电流I₂’。

$I_2^{\′}=\frac{P_2}{P_1}\left({I_1^{\′}-I}_1\right)+I_2$

(公式1)

然而，在实际上当功率产生组件的温度为温度T₂时，功率产生组件的输出功率与操作电流的关系应该是由一直线L₃表示，而非由直线L₂表示，也就是说依照已知方法所计算出的操作电流为电流I₂的话，将使功率产生组件产生输出功率P₂’(如虚线C)，无法使功率产生组件正确地产生输出功率P₂，造成功率产生组件在温度T₂输出功率无法准确控制。

上述因电流I_b2所造成输出功率的误差是因为已知方法忽略阈电流(直线L₁与直线L₃与电流轴的交点)的影响，当阈电流的影响不是很大时，以已知方法计算不同温度下各输出功率所需的操作电流并不会产生太大的误差，但是当阈电流的影响显著或输出功率必须更准确控制时，仅以已知方法计算操作电流将无法避免地产生上述的误差。

以光驱而言，光驱是通过光学读写头产生输出功率至光盘片，以达到存取光盘片的目的。如图2与图3所示，在光驱的光学读写头功率控制架构中，光驱1具有一光学读写头10与一功率控制器15，其中光学读写头10包含一发光模块11、一温度测量模块12、一光感测模块13与一数字模拟转换模块14。另外，功率控制器15包含一功率补偿模块16与一功率控制模块17。

于此，温度测量模块12测量发光模块11的温度以产生一温度信号121，温度信号121是用以供功率控制器15控制发光模块11避免温度过高。而光感测模块13测量发光模块11的输出功率并产生一功率反馈信号131，功率补偿模块16接收功率反馈信号131并以闭回路反馈控制方式计算出功率补偿电流。另外，功率控制模块17依据功率补偿电流并通过前述已知方法产生一电流控制信号171以控制数字模拟转换模块14产生操作电流141，操作电流141驱动发光模块11产生输出功率P₁与输出功率P₂。输出功率P₁与输出功率P₂分别为光学读写头存取一光盘片时的一读取功率与一写入功率。

然而，当光学读写头的温度改变之后(例如温度上升后)，由于现有技术并未考虑阈电流的影响，仅有读取功率能够准确地控制，而写入功率未能够准确地控制在虚线所示的正确写入功率，这将造成光学读写头10无法正确地存取光盘片，甚至缩短光学读写头10的寿命，并降低光驱1的使用年限。

有鉴于此，提供一种操作电流修正装置及其方法，以其能够计算功率产生组件中不同温度与不同输出功率时所需的操作电流，进而使功率产生组件的输出功率得以准确地控制，正是当前的重要课题之一。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种能够依据功率产生组件温度，计算在不同温度时功率产生组件中的操作电流值的操作电流修正装置及方法。

因此，根据本发明的操作电流修正装置，其用于一功率产生组件，当功率产生组件的一操作电流大于一阈电流或阈值电流时，功率产生组件才产生一输出功率，其中阈电流与功率产生组件的温度呈一函数关系。操作电流修正装置包含一阈电流修正模块、一功率修正模块、一电流补偿模块与一功率控制模块，其中阈电流修正模块接收该功率产生组件的一温度信号以依据该温度信号与函数关系输出一阈电流修正信号，功率修正模块接收功率产生组件产生输出功率时的一功率反馈信号与一功率目标信号以依据功率目标信号与功率反馈信号的差输出一操作电流修正信号，电流补偿模块接收该阈电流修正信号与操作电流修正信号以依据阈电流修正信号分配操作电流修正信号至一操作电流补偿信号与一阈电流补偿信号，功率控制模块接收依据操作电流补偿信号与阈电流补偿信号以调整操作电流。

本发明还提供一种操作电流修正方法，其用于一功率产生组件，当功率产生组件的一操作电流大于一阈电流时，功率产生组件才产生一输出功率，其中阈电流与功率产生组件的温度呈一函数关系。此操作电流修正方法包含以下步骤：依据功率产生组件的温度与函数关系产生一阈电流修正信号；依据功率产生组件产生输出功率时的一功率反馈信号与一功率目标信号的差输出一操作电流修正信号；依据阈电流修正信号分配操作电流修正信号至一操作电流补偿信号与一阈电流补偿信号；以及依据操作电流补偿信号与阈电流补偿信号调整操作电流。

承上所述，因此，根据本发明的操作电流修正装置及其方法是依据该功率产生组件的温度与函数关系控制功率产生组件的操作电流，故能够控制功率产生组件中不同温度与不同功率时所需的操作电流，进而使功率产生组件的输出功率得以准确地控制。

附图说明

图1为一函数关系图，显示现有技术中功率产生组件的输出功率与操作电流的关系；

图2为一区块图，显示现有技术中光驱的光学读写头功率控制架构；

图3为一示意图，显示现有技术中光学读写头写入功率与读取功率；

图4为一区块图，显示根据本发明较佳实施例的操作电流修正装置；

图5为一函数关系图，显示根据本发明较佳实施例的操作电流修正装置，其中发光模块的温度与阈电流的关系；

图6为一函数关系图，显示根据本发明较佳实施例的操作电流修正装置，其中发光模块的输出功率与操作电流的关系；

图7为一示意图，显示根据本发明较佳实施例的操作电流修正装置，其中光学读写头的读取功率与写入功率；以及

图8为一流程图，显示根据本发明较佳实施例的操作电流修正方法。

组件符号说明：

I₁、I₁’、I₂、I_t1、I_t2、ΔI₁、ΔI₂：电流

I_t1、I_t2：阈电流

L₁、L₂、L₃：直线

P₁、P₁’、P₂、P₂’：功率

T₁、T₂：温度

1：光驱

10：光学读写头                11：发光模块

12：温度测量模块              121：温度信号

13：光感测模块                131：功率反馈信号

14：数字模拟转换模块          141：操作电流

15：功率控制器                16：功率补偿模块

17：功率控制模块              171：电流控制信号

2：操作电流修正装置           21：阈电流修正模块

22：电流补偿模块              23：功率控制模块

24：功率修正模块              25：目标功率控制模块

31：阈电流修正信号            32：操作电流或工作电流补偿信号

33：阈电流补偿信号            34：操作电流

35：电流控制信号              36：目标功率信号

37：操作电流修正信号          38：温度信号

39：功率反馈信号              4：光学读写头

41：发光模块                  42：光感测模块

43：温度测量模块              44：数字模拟转换模块

S01～S04：操作电流修正方法的步骤

具体实施方式

以下将参照相关图式，说明根据本发明较佳实施例的操作电流或工作电流修正装置与方法。

如图4所示，本发明的操作电流或工作电流修正装置2，其用于一功率产生组件，功率产生组件可为一光学读写头4，其包含一发光模块41、一光感测模块42、温度测量模块43与一数字模拟转换模块44。

在光学读写头4中，当操作电流34大于发光模块41的一阈电流时，操作电流34驱动发光模块41产生输出功率，其中阈电流与发光模块41的温度呈一函数关系。

一般来说，发光模块41多以激光二极管实现，故其温度与阈电流的函数关系是一指数关系(如图5所示)。

另外，光感测模块42测量发光模块41的输出功率并产生一功率反馈信号39，以供操作电流修正装置2监控发光模块41的输出功率。

再者，温度测量模块43测量发光模块41的温度以输出温度信号38，而数字模拟转换模块44接收一电流控制信号35以产生操作电流34。

再请参照图4，本实施例的操作电流修正装置2包含一阈电流修正模块21、一功率修正模块24、一电流补偿模块22、一功率控制模块23与一目标功率控制模块25。

其中，阈电流修正模块21接收温度信号38以依据温度信号38与函数关系产生一阈电流修正信号31，而目标功率控制模块25产生一目标功率信号36。再者，功率修正模块22接收功率反馈信号39与目标功率信号36以依据目标功率信号36与功率反馈信号39的差输出一操作电流修正信号37。

另外，电流补偿模块24接收阈电流修正信号31与操作电流修正信号37，以依据阈电流修正信号31分配操作电流修正信号37至一操作电流补偿信号32与一阈电流补偿信号33。

另外，功率控制模块23接收操作电流补偿信号32与阈电流补偿信号33以输出电流控制信号35。其中，电流控制信号35用于控制数字模拟转换模块44调整操作电流34。

在本实施例中，目标功率信号36代表一目标功率，操作电流修正信号37代表目前发光模块41的输出功率达到目标功率仍所需补足的电流，而阈电流修正信号31代表目前发光模块41的阈电流大小。

另外，本实施例的电流补偿模块24判断阈电流修正信号31是否改变以判断发光模块41的温度是否改变。当阈电流修正信号31改变时，也即发光模块41的阈电流受其温度影响而变化时，电流补偿模块24判断操作电流修正信号37是否小于阈电流修正信号31与阈电流补偿信号33的差以优先针对发光模块41的阈电流进行补偿。

若操作电流修正信号37较小，则电流补偿模块24依据阈电流补偿信号33的当前值与操作电流修正信号37更新阈电流补偿信号33；若操作电流修正信号37较大，则电流补偿模块24依据阈电流修正信号31更新阈电流补偿信号33，并且，其依据操作电流修正信号37与阈电流修正信号31的差更新操作电流补偿信号32。

另外，当阈电流修正信号31没有改变时，也即发光模块41的温度与阈电流没有改变时，电流补偿模块24不需要额外对发光模块41的阈电流再进行补偿，故电流补偿模块24不更新阈电流补偿信号33，且其是依据操作电流修正信号37更新操作电流补偿信号32以便补偿目前发光模块41要产生足够输出功率所需的操作电流。

如图4与图6所示，当发光模块41在温度T₁与温度T₂时，发光模块41的输出功率与操作电流34的关系可分别由直线L₁与直线L₂表示。

当发光模块41的温度为T₁时，功率目标信号41的目标功率设为功率P₁，操作电流补偿信号32的值为电流I₁-I_t1，阈电流补偿信号33的值电流I_t1，而功率控制模块23依据操作电流补偿信号32与阈电流补偿信号33计算出所需的操作电流的值(I₁)，以输出电流控制信号35。而数字模拟转换模块44依据电流控制信号35调整操作电流34以使发光模块41产生输出功率P₁。

再者，当发光模块41的温度升到温度T₂后，功率目标信号41的目标功率仍设为功率P₁。由于操作电流34的值仍为电流I_b1而未改变，使得发光模块41产生输出功率P₁’。

接着，温度测量模块43测量出发光模块41的温度为温度T₂以输出温度信号38，而阈电流修正模块21接收温度信号38以依据发光模块41的温度与阈电流的指数关系输出阈电流修正信号31(I_t2)。

另外，功率修正模块22依据功率反馈信号39(功率P₁’)与目标功率信号36(功率P₁)的差并以闭回路反馈控制的一增益值计算出操作电流修正信号37(ΔI₁)。此时，由于阈电流修正信号31已改变为(I_t2)，当操作电流修正信号37(ΔI₁)不小于阈电流修正信号31与阈电流补偿信号33的差(I_t2-I_t1)，电流补偿模块24依据阈电流修正信号31(I_t2)更新阈电流补偿信号33(I_t2)，并且，其依据操作电流修正信号37(ΔI₁)与阈电流修正信号31(I_t2)的差更新操作电流补偿信号32(ΔI₁-I_t2)。藉此，功率控制模块23控制数字模拟转换模块44调整操作电流34为电流(I₁+ΔI₁-I_t2)。然后，操作电流34驱动发光模块41产生输出功率P₁”。此时经由前述的感测与修正方式，功率修正模块24修正操作电流修正信号37(其值为ΔI₂)。

另外，由于此时发光模块41的温度仍为温度T₂，故阈电流修正信号31(I_t2)仍不变，所以电流补偿模块24不更新阈电流补偿信号33(I_t2)，且其依据操作电流修正信号37(ΔI₂)更新操作电流补偿信号32(ΔI₂)，因此功率控制模块23控制数字模拟转换模块44调整操作电流34为电流(I₁+ΔI₁-I_t2+ΔI₂)。

另外，与前述不同的是，当发光模块41由温度T₁变化为温度T₂且操作电流修正信号37(ΔI₁)小于阈电流修正信号31与阈电流补偿信号33的差(I_t2-I_t1)时，电流补偿模块24将操作电流补偿信号32更新为0，并依据阈电流补偿信号33的当前值(I_t1)与操作电流修正信号37(ΔI₁)更新阈电流补偿信号33(I_t1+ΔI₁)。以便先行补偿发光模块41的阈电流，并且维持整个闭回路控制的稳定度。

再者，为了控制发光模块41产生输出功率P₂，功率控制模块23(如公式2)以阈电流补偿信号33(I_t2)为基准，并依据功率P₁与功率P₂间的比例以计算出电流控制信号35(I₂)。

$I_2=I_{t2}+\frac{P_2}{P_1}(I_1+\mathrm{\Δ}{I}_1+I_{t2}+\mathrm{\Δ}{I}_2)$

(公式2)

因此，发光模块41的输出功率可如图7所示被准确控制于功率P₁与功率P₂，其中功率P₁与功率P₂可分别是光学读写头4的一读取功率与一写入功率。

如图8所示，本发明较佳实施例的阈电流修正方法，其用于一功率产生组件，当功率产生组件的一操作电流大于一阈电流时，功率产生组件才产生一输出功率，其中阈电流与功率产生组件的温度呈一函数关系。阈电流修正方法包含步骤S01至步骤S04。

步骤S01依据功率产生组件的温度与函数关系产生一阈电流修正信号；接着步骤S02依据功率产生组件产生输出功率时的一功率反馈信号与一功率目标信号的差输出一操作电流修正信号：然后步骤S03依据阈电流修正信号分配操作电流修正信号至一操作电流补偿信号与一阈电流补偿信号；以及步骤S04依据操作电流补偿信号与阈电流补偿信号调整操作电流。

本实施例中的功率产生组件可为光学读写头中的发光模块，且操作电流修正方法可实现于前述图4至图7的实施例中的操作电流修正装置，详细的内容与实施方式已于前述实施例中讨论过，故此不再赘述。

综上所述，由于根据本发明的操作电流修正装置及方法是依据该功率产生组件的温度与函数关系控制功率产生组件的操作电流，故能够控制功率产生组件中不同温度与不同功率时所需的操作电流，进而使功率产生组件的输出功率得以准确地控制。

以上所述仅为示例性说明，并不是用于限制本发明。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于所附权利要求书保护的范围之中。

Claims (10)

1、一种操作电流或工作电流修正装置，其用于一功率产生组件，当该功率产生组件的一操作电流大于一阈电流或阈值电流时，该功率产生组件才产生一输出功率，其中该阈电流与该功率产生组件的温度呈一函数关系，该操作电流修正装置包含：

一阈电流修正模块，其接收该功率产生组件的一温度信号以依据该温度信号与该函数关系输出一阈电流修正信号；

一功率修正模块，其接收该功率产生组件产生该输出功率时的一功率反馈信号与一功率目标信号，以依据该功率目标信号与该功率反馈信号的差输出一操作电流修正信号；

一电流补偿模块，其接收该阈电流修正信号与该操作电流修正信号，以依据该阈电流修正信号分配该操作电流修正信号至一操作电流补偿信号与一阈电流补偿信号；以及

一功率控制模块，其接收该操作电流补偿信号与该阈电流补偿信号，以调整该操作电流。

2、根据权利要求1所述的操作电流修正装置，其特征在于，该电流补偿模块是当该阈电流修正信号变化时，且该操作电流修正信号小于该阈电流修正信号与该阈电流补偿信号的差时，依据该操作电流修正信号更新该阈电流补偿信号。

3、根据权利要求1所述的操作电流修正装置，其特征在于，该电流补偿模块是当该阈电流修正信号变化时，且该操作电流修正信号不小于该阈电流修正信号与该阈电流补偿信号的差时，依据该阈电流修正信号更新该阈电流补偿信号，并依据该操作电流修正信号与该阈电流修正信号的差，更新操作电流补偿信号。

4、根据权利要求1所述的阈电流修正装置，其特征在于，该功率产生组件为一光学读写头，该光学读写头包含：

一数字模拟转换模块，其受到该功率控制模块的控制而产生该操作电流；

一发光模块，其由该操作电流驱动而产生该输出功率；以及

一温度测量模块，其测量该发光模块的该第一温度以输出该温度信号。

5、根据权利要求1所述的阈电流修正装置，其特征在于，该阈电流计算模块与该功率控制模块实现于一集成电路中。

6、一种操作电流或工作电流修正方法，其用于一功率产生组件，当该功率产生组件的一操作电流大于一阈电流时，该功率产生组件才产生一输出功率，其中该阈电流与该功率产生组件的温度呈一函数关系，该操作电流修正方法包含：

依据该功率产生组件的温度与该函数关系，产生一阈电流修正信号；

依据该功率产生组件产生该输出功率时的一功率反馈信号与一功率目标信号的差，输出一操作电流修正信号；

依据该阈电流修正信号，分配该操作电流修正信号至一操作电流补偿信号与一阈电流补偿信号；以及

依据该操作电流补偿信号与该阈电流补偿信号，调整该操作电流。

7、根据权利要求6所述的操作电流修正方法，其特征在于，该阈电流修正信号代表该功率产生组件于该第一温度时的该阈电流大小。

8、根据权利要求6所述的操作电流修正方法，其特征在于，该分配步骤是当该操作电流修正信号与该阈电流修正信号不相等时，依据该操作电流修正信号更新该操作电流补偿信号。

9、根据权利要求6所述的操作电流修正方法，其特征在于，该分配步骤是当该操作电流修正信号与该阈电流修正信号相等，且该操作电流修正信号小于该阈电流修正信号与该阈电流补偿信号的差时，依据该操作电流修正信号更新该阈电流补偿信号。

10、根据权利要求6所述的操作电流修正方法，其特征在于，该分配步骤是当该操作电流修正信号与该阈电流修正信号相等，且该操作电流修正信号不小于该阈电流修正信号与该阈电流补偿信号的差时，依据该阈电流修正信号更新该阈电流补偿信号，并依据该操作电流修正信号与该阈电流修正信号的差更新操作电流补偿信号。

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