CN1932994A - 控制电路与相关的电子装置 - Google Patents

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Abstract

一种控制电路与相关的电子装置，所述控制电路包括一激光二极管；一驱动晶体管耦接于上述激光二极管与一第一电源电压之间，上述驱动晶体管具有一控制端；一激光电源自动控制电路耦接于上述第一电源电压与一第二电源电压之间，用以控制上述驱动晶体管，以便驱动上述激光二极管；以及一保护电路，耦接于上述第一电源电压与上述驱动晶体管之控制端之间，用以在一电源激活期间，使得上述驱动晶体管的控制端上的电压会追随上述第一电源电压。通过本发明，可以维持光盘播放器的正常运作，保护激光二极管不受到非预期的大电流的破坏。

Description

控制电路与相关的电子装置
技术领域
本发明有关于光盘播放器，特别有关一种光盘播放器的读写头电路。
背景技术
光盘，例如音乐光盘(compact disk；CD)或数字多用途盘(digital versatiledisk；DVD)，广泛地应用于电子设备中，用以录制与播放一种高密度格式的影音信息。一般而言，音乐光盘(CD)是作为存放高密度格式的音频信息的录制媒体，并且由于数字多用途盘(DVD)能够存放比音乐光盘更高密度的信息，因此数字多用途盘用以存放影像信息。
为了符合录制与播放高密度格式的影音信息的多种要求，发展出了许多种的音乐光盘(CD)或数字多用途盘(DVD)。举例而言，音乐光盘(CD)发展出CD-ROM disk(CD read-only memory disk)、CD-R disk(CD recordabledisk)、CD-RW disk(CD re-writable disk)...等等。而数字多用途盘(DVD)发展出了DVD-ROM disk、DVD-R disk(DVD recordable disk)、DVD-RW disk(DVD re-writable disk)以及DVD-RW disk(DVD recordable writable disk)...等等。
一般而言，为了从各种光盘中读写信息，读写头电路会需要一个红外线激光二极管。传统上，光盘播放器(optical disk player)中的激光二极管是由电流所驱动，并且很容易因为遭受非预期的大电流而损坏。因此，为了维持光盘播放器的正常运作，保护激光二极管不受到非预期的大电流的破坏是非常重要的。
发明内容
为了解决上述现有技术中的问题，本发明提供了一种控制电路，包括一激光二极管；一驱动晶体管，耦接于上述激光二极管与一第一电源电压之间，上述驱动晶体管具有一控制端；一激光电源自动控制电路(ALPC)，耦接于上述第一电源电压与一第二电源电压之间，用以控制上述驱动晶体管，以便驱动上述激光二极管；以及一保护电路，耦接于上述第一电源电压与上述驱动晶体管的控制端之间，用以在一电源激活期间，使得上述驱动晶体管的控制端上的电压会追随上述第一电源电压。
本发明也提供一种电子装置，包括前述的控制电路；以及一电源供应器，用以供应上述第一电源电压与上述第二电源电压至上述控制电路。
本发明的有益效果在于，可以维持光盘播放器的正常运作，保护激光二极管不受到非预期的大电流的破坏。
为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图标，作详细说明如下。
附图说明
图1A所示为读取头电路的一实施例。
图1B所示为读取头电路的另一实施例。
图2A表示图1A中读取头电路在电源激活周期时电源电压间的关系。
图2B表示图1B中读取头电路在电源激活周期时电源电压间的关系。
图3为保护电路的一实施例。
图4为使用图1B中读取头电路的电子装置的一实施例。
主要组件符号说明：
10：电平调整器；
20：比较器；
100：激光电源自动控制电路；
110：保护电路；
200：激光二极管；
300、300”：读写头电路；
400：电源供应单元；
500：光盘播放器；
T1：驱动晶体管；
T2：晶体管；
DL：延迟元件；
DAC：控制信号；
SW1、SW2：开关元件；
R1～R3：电阻；
C1～C2：电容；
VLDO、VLDO_I、En1、En2、VE：电压；
POWER_L、POWER_H：电源电压。
具体实施方式
图1A所示为一读写头电路的一实施例，适用于光盘播放器(optical diskplayer)中。如图所示，读写头电路300包括一激光电源自动控制(automaticlaser power control；ALPC)电路100、激光二极管200以及一驱动晶体管T1。驱动晶体管T1是用以输出电流以驱动激光二极管200，而激光电源自动控制电路100是根据所接收到的控制信号DAC，控制驱动晶体管T1输出电流，藉以控制激光二极管200的输出功率。在本实施例中，激光电源自动控制电路100包括电平调整器10、比较器20、开关元件SW1、电阻R1与R2以及电容C1。
驱动晶体管T1耦接于电源电压POWER_H与激光二极管200之间，并且其基极端耦接至节点LDO，而开关元件SW1耦接于电源电压POWER_H与节点LDO_I之间。比较器20包括两个输入端分别耦接至控制信号DAC和回授信号MDI、两个控制端分别耦接电源电压POWER_H和电平调整器10的输出电压，以及一输出端耦接至节点LDO_I。电平调整器10用以将所接收到的电压，由一第一电压电平转换到一第二电压电平，并且输出至比较器20，举例而言，电平调整器10用以将电源电压POWER_L转换成电压En1。假设电源电压POWER_L由高电平(logic high)变成低电平(logic low)，电压En1会追随着电源电压POWER_L由高电平变成低电平。或着是说，假设电源电压POWER_L由低电平(logic low)变成高电平(logic high)，电压En1就会追随着电源电压POWER_L由低电平变成高电平，此时比较器20就会跟着被激活，激光二极管200就会根据来自驱动晶体管T1的电流发出亮光，并且根据所产生的亮光提供回授信号MDI给比较器20。电压En1的动作是直接跟随电源电压POWER_L，但电压En1的高电平(逻辑1)会比电源电压POWER_L的高电平(逻辑1)来得高。
在理想的状况下，当系统(未图标)被初始化的激活时(尚未完全地激活)，会期待比较器20处于一停止运作的状态(power-down)下。换言之，由低电平的电源电压POWER_L所转换来的低电平的电压En1，将会使比较器20停止运作(power down)。于是，在节点LDO上的电压VLDO将会由开关元件SW1所决定，即电压VLDO会被电性连接至电源电压POWER_H，而不是由比较器20的输出所决定。由于节点LDO上的电压VLDO与驱动晶体管T1的射极端电压都会追随着电源电压POWER_H，因此两者之间不会有电压差，使得驱动晶体管T1将不会导通，且激光二极管200就不会受到损害。
然而，在某些实施例中，电源电压POWER_L是由系统的数字电路区(digtal portion)所提供，并且系统中数字电路区与模拟电路区(analog portion)是使用不同电平的电源电压。系统的模拟电路区通常都使用较高的电源电压，例如POWER_H，而数字电路区通常都使用较低的电源电压，例如POWER_L。在电源电压POWER_L落后于电源电压POWER_H的情况下，电源电压POWER_L尚未备妥(not ready)，会使得电压En1也未到达所需值(not well defined)。
假设电压En1在此时为高电平(理想上必须在低电平)，比较器20就会被激活且电压VLDO就会由比较器20的输出所决定。若此时回授信号MDI小于控制信号DAC，电压VLDO将由于比较器20的输出而被拉到低电平(pulllow)，此现象如图2A中所示。
由于驱动晶体管T1的射极电压仍然追随着电源电压POWER_H，因此电压VLDO与驱动晶体管T1的射极电压间的电压差，将有可能大于驱动晶体管T1的临界电压。于是，将会有一个大电流流经激光二极管200，使得激光二极管200受到严重的损害。
再者，设置于电压VLDO_I与VLDO间的低通滤波器，例如一RC电路，是用以定义激光电源自动控制电路100的频宽。当电压VLDO_I追随着(follow)电源电压POWER_H时，电压VLDO将会由于RC时间延迟，而较慢开始追随电源电压POWER_H，但是驱动晶体管T1的射极电压却在没有时间延迟的状况下追随着电源电压POWER_H。所以，这仍然有可能发生电压VLDO与驱动晶体管T1的射极电压间的电压差超过驱动晶体管T1的临界电压，使得激光二极管200受到严重的损害。
为了克服这些问题，本发明在另一实施例中，通过一保护电路使得系统在被初始化地激活时，激光电源自动控制电路100的输出电压VLDO与电源电压POWER_H会具有相同的波形。因此，驱动晶体管T1将可以避免未预期的导通，以及未预期的大电流对激光二极管200造成的损害。
图1B为读写头电路的另一实施例。如图所示，读写头电路300”包括一激光电源自动控制电路100、激光二极管200、一驱动晶体管T1以及一保护电路110。驱动晶体管T1是用以输出电流，以驱动激光二极管200，而激光电源自动控制电路100是根据所接收到的控制信号DAC，控制驱动晶体管T1输出电流，藉以控制激光二极管200的输出功率。为了避免非预期的大电流流经激光二极管200，本实施例中所使用保护措施是在电源激活期间，致使驱动晶体管T1的控制端上的电压VLDO追随着电源电压POWER_H。保护电路110是在一个周期间施加一电压(在此实施例中为电源电压POWER_H)至驱动晶体管T1的控制端，使得驱动晶体管T1在此周期间保持截止的状态。
如图所示，激光电源自动控制电路100的动作与结构与图1A所示相同，在此不再赘述。保护电路110是耦接于电源电压POWER_H与驱动晶体管T1的控制端之间，用以在电源激活期间，致使驱动晶体管T1的控制端上的电压VLDO追随着电源电压POWER_H。举例而言，保护电路110是在电源激活期间，将驱动晶体管T1的控制端上的电压VLDO提升到(pull)大体上与电源电压POWER_H相同的电平一段时间(一个周期)。
保护电路110包括一开关元件SW2，用以在电源激活期间，电性耦接电源电压POWER_H至驱动晶体管T1的控制端，以及一延迟元件DL，用以在一时间延迟之后，致使开关元件SW2截止。举例而言，延迟元件DL会产生一致能信号En2用以将开关元件SW2截止。开关元件SW2可使用主动式元件来实现，例如BJT晶体管、MOS晶体管或是传输闸...等等。延迟元件可由阻容电路(RC circuit)或其它电路来实现。
保护电路的操作请参考图2B说明如下：
在时间t0时，系统(未图标)被激活，电源电压POWER_H会由零开始往上增加。此时，开关元件SW2会导通用以将电源电压POWER_H电性耦接至驱动晶体管T1的控制端，使得驱动晶体管T1的控制端上的电压VLDO会追随着电源电压POWER_H。换言之，电压VLDO与电源电压POWER_H会具有相同的波形。同时，开关元件SW1会导通使得节点LDO_I电性连接至电源电压POWER_H，并且节点LDO_I上的电压会由电源电压POWER_H所决定。
时间t1时，电源电压POWER_H会增加到一目标电平，例如3.3V，而电压VLDO也会经由开关元件SW2的控制上升到目标电平与大体上相等的电平。
在时间t2时，由数字电路区(未图标)所产生的电源电压POWER_L已经备妥(ready)。
在时间t3时，延迟元件DL会根据电源电压POWER_H产生致能信号En2，将开关元件SW2截止，使得驱动晶体管T1的控制端上的电压VLDO会改由节点LDO_I上的电压VLDO_I来决定。
由于开关元件SW2会在电源电压POWER_L备妥后才被截止，因此电压VLDO在电源电压POWER_L备妥之前，无论比较器20的输出为何，都会由电源电压POWER_H所决定。即使比较器20在电源电压POWER_L备妥前，尚未被电压En1所关闭(power down)，电压VLDO都会由电源电压POWER_H所决定。因此，电压VLDO与驱动晶体管的射极端上的电压VE都会由电源电压POWER_H所决定，使得两者之间的电压差不会超过驱动晶体管T1的临界电压，故可避免未预期的大电流流通激光二极管200。同时，比较器20在电源电压POWER_L备妥后，会被电压En1所关闭。
图3为保护电路的一实施例。如图所示，保护电路110包括一开关元件SW2(由NPN晶体管T2所实现)以及一延迟元件DL(由一RC电路所实现)包括电阻R3与电容C2。
当电源电压POWER_H增加到高于晶体管T2的临界电压时，晶体管T2会导通，使得电源电压POWER_H电性耦接至节点LDO(驱动晶体管T1的控制端)，使得电压VC2会通过电阻R3随着电源电压POWER_H增加。由于晶体管T2的临界电压，电压VLDO只会被拉到(pull)与电源电压POWER_H大体上相等的电平。
当电压VC2与电源电压POWER_H间的电压差小于晶体管T2的临界电压时，晶体管T2就会被截止。换言之，RC电路会产生电压VC2作为致能信号En2，致使晶体管T2进入截止状态。
要注意的是，晶体管T2的导通周期是由RC电路的RC时间常数所决定，并且为了避免未预期的大电流流经激光二极管200，此导通周期最好超出电源电压POWER_H与POWER_L的延迟时间。再者，若晶体管T2的导通周期大于低通滤波器(电阻R1与电容C1所组成)的时间常数，将可以解决由于电压VLDO与VLDO_I间的时间延迟所造成的问题。
图4为使用图1B中读取头电路的电子装置的一实施例。如图所示，光盘播放器500可为一CD-ROM、CD-ROM/XA、CD-I、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM或DVD+RW光驱，但不用以限定本发明。基本上，光盘播放器500包括图1B所示的读写头电路300”以及电源供应电路400。再者，电源供应单元400耦接至读写头电路300”，提供电源电压POWER_L与POWER_H，以供电至读写头电路300”，以对可抹除可写入光学媒体(removable recordable optical media)进行读写动作。
由于本实施例中使用一保护电路在电源激活期间，致使激光电源自动控制电路100中的电压VLDO与电源电压POWER_H具有相同的波形，因此将可避免由于电源电压POWER_L与POWER_H间的准备时间差(ready timedifference)所造成的非预期大电流。再者，若晶体管T2的导通周期可设计成大于低通滤波器(电阻R1与电容C1所组成)的时间常数，以便一并解决由于电压VLDO与VLDO_I间的时间延迟所造成的问题。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟知技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求范围所界定的为准。

Claims (20)

1.一种控制电路，其特征在于包括：
一激光二极管；
一驱动晶体管，耦接于上述激光二极管与一第一电源电压之间，上述驱动晶体管具有一控制端；
一激光电源自动控制电路，耦接于上述第一电源电压与一第二电源电压之间，用以控制上述驱动晶体管，以便驱动上述激光二极管；以及
一保护电路，耦接于上述第一电源电压与上述驱动晶体管的控制端之间，用以在一电源激活期间，使得上述驱动晶体管的控制端上的电压会追随上述第一电源电压。
2.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，上述控制电路为一读写头电路。
3.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，上述保护电路是在上述电源激活期间，将上述驱动晶体管的控制端拉高至上述第一电源电压。
4.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，上述保护电路是在上述电源激活期间，将上述驱动晶体管的控制端电性耦接至上述第一电源电压。
5.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，上述保护电路包括：
一第一开关元件，用以在上述电源激活期间，将上述驱动晶体管的控制端电性耦接至上述第一电源电压；以及
一延迟元件，用以在一时间延迟之后，致使上述第一开关元件截止。
6.如权利要求5所述的控制电路，其特征在于，上述延迟元件为一阻容电路。
7.如权利要求5所述的控制电路，其特征在于，上述第一开关元件为一晶体管。
8.如权利要求5所述的控制电路，其特征在于，上述延迟元件是根据上述第一电源电压产生一致能信号，致使上述第一开关元件截止。
9.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，上述激光电源自动控制电路包括：
一电平调整器，用以将上述第二电源电压转换成一第三电源电压；
一比较器，耦接于上述第一电源电压与上述第三电源电压之间，用以根据一控制信号与一回授信号，输出一驱动电压；
一第一电阻，耦接于上述比较器与上述驱动晶体管的控制端之间；以及
一第二开关元件，用以在上述电源激活期间，将上述第一电源电压电性耦接至上述第一电阻。
10.一种控制电路，其特征在于包括：
一激光二极管；
一驱动晶体管，耦接于上述激光二极管与一第一电源电压之间，上述驱动晶体管具有一控制端；
一激光电源自动控制电路，耦接于上述第一电源电压与一第二电源电压之间，用以控制上述驱动晶体管，以便驱动上述激光二极管；以及
一保护电路，耦接于上述第一电源电压与上述驱动晶体管的控制端之间，用以在一电源激活期间，使得上述驱动晶体管的控制端上的电压会追随上述第一电源电压，其中上述保护电路包括：
一第一开关元件，用以在上述电源激活期间，将上述驱动晶体管的控制端电性耦接至上述第一电源电压，其中上述第一开关元件具有一控制端；以及
一第一电阻，耦接于上述第一电源电压与上述第一开关元件的控制端之间；以及
一第一电容，耦接于上述第一开关元件的控制端与上述驱动晶体管的控制端之间。
11.如权利要求10所述的控制电路，其特征在于，上述控制电路为一读写头电路。
12.如权利要求10所述的控制电路，其特征在于，上述驱动晶体管的控制端在上述电源激活期间是通过上述第一开关元件拉高至上述第一电源电压。
13.如权利要求10所述的控制电路，其特征在于，上述激光电源自动控制电路包括：
一电平调整器，用以将上述第二电源电压转换成一第三电源电压；
一比较器，耦接于上述第一电源电压与上述第三电源电压之间，用以根据一控制信号与一回授信号，输出一驱动电压；
一第二电阻，耦接于上述比较器与上述驱动晶体管的控制端之间；以及
一第二开关元件，用以在上述电源激活期间，将上述第一电源电压电性耦接至上述第二电阻。
14.一种电子装置，其特征在于包括：
一如权利要求1所述的控制电路；以及
一电源供应单元，用以供应上述第一电源电压与上述第二电源电压至上述控制电路。
15.如权利要求14所述的电子装置，其特征在于，上述电子装置为一光盘读取装置。
16.如权利要求14所述的电子装置，其特征在于，上述电子装置为一光盘写入装置。
17.如权利要求15所述的电子装置，其特征在于，上述电子装置为一光盘播放器。
18.如权利要求14所述的电子装置，其特征在于，上述电子装置为CD-ROM、CD-ROM/XA、CD-I、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM或DVD+RW。
19.一种控制电路，其特征在于包括：
一激光二极管；
一驱动晶体管，耦接于上述激光二极管与一第一电源电压之间，上述驱动晶体管具有一控制端；
一激光电源自动控制电路，耦接于上述第一电源电压与一第二电源电压之间，用以控制上述驱动晶体管，以便驱动上述激光二极管；以及
一保护电路，耦接于上述第一电源电压与上述驱动晶体管的控制端之间，用以在一周期间，供应一电压至上述驱动晶体管的控制端，致使上述驱动晶体管在上述周期间保持截止。
20.如权利要求19所述的控制电路，其特征在于，上述保护电路包括：
一第一开关元件，用以在上述周期间，将上述第一电源电压电性耦接至上述驱动晶体管的控制端；以及
一延迟元件，用以在一时间延迟之后，致使上述第一开关元件截止。
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