CN201523155U - 一种低功耗的泵浦驱动电路装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种低功耗的泵浦驱动电路装置，包括激光器制冷芯片、PMOS管、NMOS管、LC滤波电路、激光器以及电压采集电路，其中，所述激光器制冷芯片发射的脉宽调制信号和PMOS控制端连接PMOS的栅极，所述PMOS管的源极接电源，所述PMOS管的漏极接LC滤波电路，所述LC滤波电路的另一端接激光器的正极，激光器的负极接NMOS管的漏极，NMOS管的源极接地，电压采集电路一端连接于激光器，另一端和激光器制冷芯片连接，提供激光器前向驱动电压给激光器制冷芯片，芯片的现行NMOS控制端接NMOS管的栅极。通过控制PMOS管和NMOS管的饱和导通时间和关断时间，PMOS管和NMOS管在本实用新型中只有饱和导通或截止两种状态，PMOS管和NMOS管在饱和导通时，在管上产生的功耗几乎可以忽略不计，再通过LC滤波电路变成直流信号给激光器进行驱动，保证了整个串联的链路上几乎没有功耗浪费，实现了低功耗的要求。

Description

一种低功耗的泵浦驱动电路装置
技术领域
本实用新型涉及一种泵浦驱动电路装置，特别涉及一种低功耗的稳定的泵浦驱动电路装置。
背景技术
目前的激光器驱动电路主要都是通过直流电路直接驱动，通过三极管或MOS管直接串联电源、激光器、限流电阻等器件来完成，一个三极管D1、MOS管和限流电阻R1串联成了整条支路，这样，在该支路加电压Vc，总电压Vc等于三极管D1分配的电压VLD、MOS管分配的电压Vmos以及限流电阻R1的电压VR1之和。整条支路分配了电源电压，电源电压主要为3.3V或5V，而激光器的前向驱动电压最大不超过2.5V，所以至少有0.8V或2.5V以上的电压分配在了三极管或MOS管11、限流电阻R1上，造成了功率浪费，功耗分别浪费了约24.24％或50％。
发明内容
本实用新型提出了一种采用基于激光器制冷芯片产生的脉宽调制(PWM)信号来控制激光器驱动的电路，通过这种脉宽调制(PWM)的方式达到降低功耗的效果。
为了实现上述目的，本实用新型一种低功耗的泵浦驱动电路装置，其特征在于：包括激光器制冷芯片、PMOS管、NMOS管、LC滤波电路、激光器以及电压采集电路，其中，所述激光器制冷芯片发射的脉宽调制信号和PMOS控制端连接PMOS的栅极，所述PMOS管的源极接电源，所述PMOS管的漏极接LC滤波电路，所述LC滤波电路的另一端接激光器的正极，激光器的负极接NMOS管的漏极，NMOS管的源极接地，电压采集电路一端连接于激光器，另一端和激光器制冷芯片连接，提供激光器前向驱动电压给激光器制冷芯片，芯片的现行NMOS控制端接NMOS管的栅极。
其中，优选方案为：所述LC滤波电路的另一端接大功率小阻值电阻，大功率小阻值电阻的另一端接激光器征集，所述激光器负极接NMOS管的漏极。
其中，优选方案为：还包括激光器最大驱动电压设置电路、激光器驱动电流大小设置电路和激光器制冷芯片连接，激光器最大驱动电压设置电路决定了激光器两端可达到的电压最大值，激光器电流大小设置电路决定了激光器上的直流驱动电流值。
其中，优选方案为：所述激光器最大驱动电压设置电路为电位器分压电路、数字电位器分压电路、电阻分压网络组成的分压电路或数模转换芯片(DAC)电路。
其中，优选方案为：所述激光器驱动电流大小设置电路为电位器分压电路、数字电位器分压电路、电阻分压网络组成的分压电路或数模转换芯片(DAC)电路。
其中，优选方案为：所述激光器制冷芯片为ADN8831芯片，ADN8830芯片，LTC1923具有脉宽调制功能的激光器制冷芯片。
本实用新型的优点在于：通过脉宽调制(PWM)方式实现低功耗的泵浦驱动电路装置，是通过调整脉冲的占空比(PWM)，分别控制PMOS管和NMOS管的饱和导通时间和关断时间，PMOS管和NMOS管在本实用新型中只有饱和导通或截止两种状态，PMOS管和NMOS管在饱和导通时，在管上产生的功耗几乎可以忽略不计，且大功率小阻值电阻由于阻值很小，在大功率小阻值电阻上产生的功耗也可以忽略不计，再通过LC滤波电路变成直流信号给激光器进行驱动，保证了整个串联的链路上几乎没有功耗浪费，实现了低功耗的要求。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的实施方法进一步说明：
图1为本实用新型一种低功耗的泵浦驱动电路装置的第一实施例的原理框图。
图2为本实用新型一种低功耗的泵浦驱动电路装置的第二实施例的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的功效作进一步说明。
图1为本实用新型一种低功耗的泵浦驱动电路装置的第一实施例的原理框图。如图1所示，一种低功耗的泵浦驱动电路装置10，包括激光器制片芯片11、PMOS管12、NMOS管13、LC滤波电路14、激光器15以及电压采集电路16，其中，所述激光器制冷芯片11发射的脉宽调制信号的PMOS控制端连接PMOS12的栅极，所述PMOS管12的源极接电源(图1中未示出)，所述PMOS管12的漏极接LC滤波电路14，所述LC滤波电路14的另一端接激光器15的正极，激光器15的负极接NMOS管13的漏极，NMOS管13的源极接地，激光器制冷芯片11的现行NMOS控制端接NMOS管13的栅极。
上述泵浦驱动电路装置10还包括激光器最大驱动电压设置电路17和激光器驱动电流大小设置电路18，所述激光器最大驱动电压设置电路17决定了激光器两端可达到的电压最大值，激光器电流大小设置电路18决定了激光器上的直流驱动电流值。
所述激光器最大驱动电压设置电路17可为电位器分压电路、数字电位器分压电路、电阻分压网络组成的分压电路或数模转换芯片(DAC)电路。
所述激光器驱动电流大小设置电路18为电位器分压电路、数字电位器分压电路、电阻分压网络组成的分压电路或数模转换芯片(DAC)电路。
所述激光器制冷芯片11为ADN8831芯片，ADN8830芯片，LTC1923具有脉宽调制功能的激光器制冷芯片。
本实施例的工作原理为：脉宽调制(PWM)方式实现低功耗的泵浦驱动电路装置，激光器驱动电流大小设置电路18的电压V2输入到激光器制冷芯片11，V2与需要设置的激光器电流为线性关系
V2＝K×I2
I2为激光器期望的电流值，K为该线性关系的斜率，该斜率K由设计者按实际要求设定。激光器驱动电流大小设置电路17的电压V2通过激光器制冷芯片11的内部控制处理输出脉宽调制(PWM)信号，调节脉冲信号的占空比，即调节激光器15上的直流驱动电流，电压采集电路16将激光器15的前向压降V3按一定的比例A2放大后的电压V4反馈给激光器制冷芯片11，所述的前向压降V3为激光器上的压降，A2为采集电路16的比例放大倍数，V4为采集电路的输出电压，所述采集电路16的比例放大倍数A2按照每个激光器的测试报告中的激光器的驱动电流与激光器的前向电压的线性关系给出，由于每个激光器15的驱动电流与激光器的前向电压的线性关系都不同，该线性关系也不同。电压采集电路16反馈给激光器制冷芯片11的电压与激光器驱动电流大小设置电路的电压比较，当这两个电压不相等时，激光器制冷芯片就会继续调整脉冲的占空比，直至激光器驱动电流大小设置电路18的电压与电压采集电路16的电压相等为止，实现了激光器电流大小设置的功能。这样，从而保证了整个串联的链路上几乎没有功耗浪费，实现了低功耗的要求。
图2为本实用新型一种低功耗的泵浦驱动电路装置的第二实施例，如图2所示：低功耗的泵浦驱动电路装置20，包括激光器制冷芯片21、PMOS管22、NMOS管23、LC滤波电路24、激光器25以及电压采集电路26，其中，所述激光器制冷芯片21发射的脉宽调制信号的PMOS控制端连接PMOS22的栅极，所述PMOS管22的源极接电源(图2中未示出)，所述PMOS管22的漏极接LC滤波电路24，所述LC滤波电路24的另一端接激光器25的正极，激光器25的负极接NMOS管23的漏极，NMOS管23的源极接地，激光器制冷芯片21的现行NMOS控制端接NMOS管23的栅极。
上述泵浦驱动电路装置20还包括激光器最大驱动电压设置电路27和激光器驱动电流大小设置电路28，所述激光器最大驱动电压设置电路27决定了激光器两端可达到的电压最大值，激光器电流大小设置电路28决定了激光器上的直流驱动电流值。本实用新型还包括一大功率小阻值电阻29，所述电压采集电路26提供大功率小阻值电阻29上的电压给激光器制冷芯片21，与激光器25电流大小设置电路形成反馈控制。
所述激光器最大驱动电压设置电路27可为电位器分压电路、数字电位器分压电路、电阻分压网络组成的分压电路或数模转换芯片(DAC)电路。
所述激光器驱动电流大小设置电路28为电位器分压电路、数字电位器分压电路、电阻分压网络组成的分压电路或数模转换芯片(DAC)电路。
所述激光器制冷芯片21为ADN8831芯片，ADN8830芯片，LTC1923具有脉宽调制功能的激光器制冷芯片。
本实施例的工作原理为：电压采集电路26将大功率小阻值电阻上的电压V1按一定的放大比例A1放大后输出电压V5给激光器制冷芯片21，所述V1为大功率小阻值电阻上的电压，该电压符合欧姆定律：
V1＝R1×I1
所述I1为大功率小阻值电阻19上的实际电流值，R1为大功率小阻值电阻19的电阻值，V5为采集电路的输出电压，所述比例放大倍数A1，根据下面的公式计算得到
V2＝V5＝V1×A1
电压采集电路26反馈给激光器制冷芯片21的电压与激光器25驱动电流大小设置电路的电压比较，当这两个电压不相等时，激光器制冷芯片21就会继续调整脉冲的占空比，直至激光器驱动电流大小设置电路28的电压与电压采集电路26的电压相等为止，实现了激光器电流大小设置的功能。
所述激光器最大驱动电压设置电路，可根据激光器制冷芯片21(以ADN8831芯片为例)的数据组直接给出公式
V7＝V8×5
所述V7为激光器驱动电压的最大限制值，V8为激光器最大驱动电压设置电路输出的电压值。
这样，由于大功率小阻值电阻29由于阻值很小，在大功率小阻值电阻上产生的功耗也可以忽略不计，再通过LC滤波电路24变成直流信号给激光器进行驱动，保证了整个串联的链路上几乎没有功耗浪费，实现了低功耗的要求。
本实用新型的优点在于：通过脉宽调制(PWM)方式实现低功耗的泵浦驱动电路装置，是通过调整脉冲的占空比(PWM)，分别控制PMOS管和NMOS管的饱和导通时间和关断时间，PMOS管和NMOS管在本实用新型中只有饱和导通或截止两种状态，PMOS管和NMOS管在饱和导通时，在管上产生的功耗几乎可以忽略不计，且大功率小阻值电阻由于阻值很小，在大功率小阻值电阻上产生的功耗也可以忽略不计，再通过LC滤波电路变成直流信号给激光器进行驱动，保证了整个串联的链路上几乎没有功耗浪费，实现了低功耗的要求。
以上所述者，仅为本实用新型最佳实施例而已，并非用于限制本实用新型的范围，凡依本实用新型申请专利范围所作的等效变化或修饰，皆为本实用新型所涵盖。

Claims (6)

1.一种低功耗的泵浦驱动电路装置，其特征在于：包括激光器制冷芯片、PMOS管、NMOS管、LC滤波电路、激光器以及电压采集电路，其中，所述激光器制冷芯片发射的脉宽调制信号和PMOS控制端连接PMOS的栅极，所述PMOS管的源极接电源，所述PMOS管的漏极接LC滤波电路，所述LC滤波电路的另一端接激光器的正极，激光器的负极接NMOS管的漏极，NMOS管的源极接地，电压采集电路一端连接于激光器，另一端和激光器制冷芯片连接，提供激光器前向驱动电压给激光器制冷芯片，芯片的现行NMOS控制端接NMOS管的栅极。
2.如权利要求1所述低功耗的泵浦驱动电路装置，其特征在于：所述LC滤波电路的另一端接大功率小阻值电阻，大功率小阻值电阻的另一端接激光器征集，所述激光器负极接NMOS管的漏极。
3.如权利要求1所述低功耗的泵浦驱动电路装置，其特征在于：还包括激光器最大驱动电压设置电路、激光器驱动电流大小设置电路和激光器制冷芯片连接，激光器最大驱动电压设置电路决定了激光器两端可达到的电压最大值，激光器电流大小设置电路决定了激光器上的直流驱动电流值。
4.如权利要求3所述低功耗的泵浦驱动电路装置，其特征在于：所述激光器最大驱动电压设置电路为电位器分压电路、数字电位器分压电路、电阻分压网络组成的分压电路或数模转换芯片(DAC)电路。
5.如权利要求3所述低功耗的泵浦驱动电路装置，其特征在于：所述激光器驱动电流大小设置电路为电位器分压电路、数字电位器分压电路、电阻分压网络组成的分压电路或数模转换芯片(DAC)电路。
6.如权利要求1所述低功耗的泵浦驱动电路装置，其特征在于：所述激光器制冷芯片为ADN8831芯片，ADN8830芯片，LTC1923具有脉宽调制功能的激光器制冷芯片。
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