CN207638148U - 一种激光恒定功率驱动电路 - Google Patents

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叶立平
张平辉
唐可信
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Abstract

本实用新型涉及一种激光恒定功率驱动电路，包括激光二极管D1与电压源，所述激光二极管D1的公共端与电压源连接，所述激光二极管D1的接收端接有电流检测电路；所述激光二极管D1的发射端接有恒流控制电路；所述电流检测电路包括运算放大器U2B，所述运算放大器U2B的同相输入端与电压源通过电阻R3连接、反相输入端通过电阻R5与激光二极管的接收端通过电阻R5连接；所述恒流控制电路包括运算放大器U1B与开关管Q1。本实用新型采用一种差分运放采集电流方法，将PD电流反馈到LD恒流控制运放输入端，实现了一种负反馈的动态平衡控制电路，可以满足大多数应用场合。

Description

一种激光恒定功率驱动电路
技术领域
本实用新型涉及激光驱动领域，尤其是一种激光恒定功率驱动电路。
背景技术
激光二极管驱动主要有APC恒定功率驱动以及ACC恒定电流驱动。
ACC是恒定激光二极管电流，该方法比较简单，但二极管发射功率受温度影响很大，当温度变高时发射功率会变小，如果要维持原来的发射功率就需要增加电流。APC是通过一种反馈的方法进行功率调制。激光二极管内部有一个光敏三极管，他可以采集激光二极管的发光功率，功率越强，光敏三极管的光电流就会越大，反之就越小。
但是现有的恒定功率驱动电路控制精度不高，受温度影响较大。
实用新型内容
本实用新型为解决现有技术中用于激光二极管的恒定功率驱动电路控制精度不高，受温度影响较大的技术问题，提供了一种激光恒定功率驱动电路，包括激光二极管D1与电压源，所述激光二极管D1的公共端与电压源连接，所述激光二极管D1的接收端接有电流检测电路，所述电流检测电路用于检测所述激光二极管D1的激光接收部分的电流；
所述激光二极管D1的发射端接有恒流控制电路，所述恒流控制电路用于检测所述激光二极管D1的激光发射部分的电流；
所述电流检测电路包括运算放大器U2B，所述运算放大器U2B的同相输入端与电压源通过电阻R3连接、反相输入端与激光二极管的接收端通过电阻R5连接，所述运算放大器U2B的输出端通过电阻R4与反相输入端连接；所述电阻R5与激光二极管D1接收端的连接点通过电阻R6接地；
所述恒流控制电路包括运算放大器U1B与开关管Q1，所述开关管Q1的基极与运算放大器U1B的输出端连接、集电极与所述激光二极管D1的发射端连接、发射极通过电阻R7接地，所述运算放大器U1B的反相输入端接所述开关管Q1与电阻R7的连接点。
进一步地，所述电压源与所述激光二极管D1的公共端之间接有滤波电路，所述滤波电路包括电阻R1与电容C1，所述电阻R1的两端分别与电压源以及激光二极管D1的公共端连接，所述电容C1一端接电阻R1与激光二极管D1的公共端的连接点，另一端接地。
进一步地，所述电流检测电路还包括电阻R2，所述电阻R2一端接所述运算放大器U2B的同相输入端与电阻R3的连接点，另一端接地。
进一步地，所述开关管Q1为三极管。
进一步地，所述电阻R3与电阻R5的阻值相同。
进一步地，所述电阻R2与电阻R4的阻值相同。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型通过电流检测电路与恒流控制电路构成的恒定功率驱动电路实现对激光二极管D1的恒定功率驱动，通过电流检测电路检测激光二极管D1的接收端的电流IPD，然后通过恒流控制电路调节激光二极管D1的发射端的电流ILD，本申请中LD为激光发射部分(激光二极管中的光电二极管)，PD为激光接收部分(激光二极管中用于发射激光的二极管)。
当激光二极管D1上电时，LD没有发光，IPD电流为暗电流，非常小，可以忽略不计，随着LD发光功率越来越强，IPD越来越大，ILD越来越小，最终会进入一个动态平衡点，在平衡点里，如果LD发光过强，IPD会变大，导致ILD会变小，导致发光功率变小，如果LD发光过小，IPD变小，导致ILD会变大，导致发光功率变小，这样就实现了自动功率控制(实现对激光二极管D1的恒定功率驱动)。
本实用新型采用一种差分运放采集电流方法，将PD电流反馈到LD恒流控制运放输入端，实现了一种负反馈的动态平衡控制电路，可以满足大多数应用场合。
附图说明
图1为本实用新型一种具体实施方式的电路原理图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。
下面对本实用新型的激光恒定功率驱动电路的电路结构作一描述：
一种激光恒定功率驱动电路，包括激光二极管D1与电压源，所述激光二极管D1的公共端与电压源连接，所述激光二极管D1的接收端接有电流检测电路，所述电流检测电路用于检测所述激光二极管D1的激光接收部分的电流；所述激光二极管D1的发射端接有恒流控制电路，所述恒流控制电路用于检测所述激光二极管D1的激光发射部分的电流；所述电流检测电路包括运算放大器U2B，所述运算放大器U2B的同相输入端与电压源通过电阻R3连接、反相输入端与激光二极管的接收端通过电阻R5连接，所述运算放大器U2B的输出端通过电阻R4与反相输入端连接；所述电阻R5与激光二极管D1接收端的连接点通过电阻R6接地；电阻R3与电阻R5的阻值相同。
恒流控制电路包括运算放大器U1B与开关管Q1，所述开关管Q1的基极与运算放大器U1B的输出端连接、集电极与所述激光二极管D1的发射端连接、发射极通过电阻R7接地，所述运算放大器U1B的反相输入端接所述开关管Q1与电阻R7的连接点。
其中，电压源与所述激光二极管D1的公共端之间还接有滤波电路，所述滤波电路包括电阻R1与电容C1，所述电阻R1的两端分别与电压源以及激光二极管D1的公共端连接，所述电容C1一端接电阻R1与激光二极管D1的公共端的连接点，另一端接地。
同时电流检测电路还包括电阻R2，所述电阻R2一端接所述运算放大器U2B的同相输入端与电阻R3的连接点，另一端接地；其中，电阻R2与电阻R4的阻值相同。
上述的开关管为三极管。
下面对本实用新型的电路实现原理作一描述：
下面描述中，PD指代激光接收部分，即激光二极管中的光电二极管，LD指代激光接收部分，即激光二极管中用于发射激光的二极管。
电源包含一个滤波电路(RC滤波电路)，可以滤掉高频噪声，同时可以缓启动，防止浪涌冲击激光二极管。R1相当于电源的内阻，阻值不能太大，一般100欧以内，C1可以选大点，使得截止频率小一些。
PD电流检测是检测激光二极管内部PD的电流，内部的PD接收LD的光转换成光电流Ipd，电流会流经电阻R6产生电压，满足Upd＝Ipd×R6。
电阻R3，电阻R5，电阻R2，电阻R4，运算放大器U2B组成一个差分放大器，一般要求R3＝R5(电阻值相同)，R2＝R4(电阻值相同)，此时放大系数为R4/R5。
LD恒流控制由运算放大器U1B、开关管Q1以及电阻R7三部分组成，这里的开关管Q1为三极管，根据运算放大器的特性，运算放大器U1B的5脚和6脚电压相等，所以流经电阻R7的电流为
因为开关管Q1为三极管，其基极没有电流注入，因而满足IR7＝ILD
通过上个公式我们可以看到ILD与IPD对应起来了，而且是成负关系。
当上电时，LD没有发光，IPD电流为暗电流，非常小，可以忽略不计，此时随着LD发光功率越来越强，IPD越来越大，ILD越来越小，最终会进入一个动态平衡点，在平衡点里，如果LD发光过强，IPD会变大，导致ILD会变小，导致发光功率变小，如果LD发光过小，IPD变小，导致ILD会变大，导致发光功率变小，这样就实现了APC控制。
本实用新型采用一种差分运放采集电流方法，将PD电流反馈到LD恒流控制运放输入端，实现了一种负反馈的动态平衡控制电路，可以满足大多数应用场合。

Claims (6)

1.一种激光恒定功率驱动电路，包括激光二极管D1与电压源，所述激光二极管D1的公共端与电压源连接，其特征在于，所述激光二极管D1的接收端接有电流检测电路，所述电流检测电路用于检测所述激光二极管D1的激光接收部分的电流；
所述激光二极管D1的发射端接有恒流控制电路，所述恒流控制电路用于检测所述激光二极管D1的激光发射部分的电流；
所述电流检测电路包括运算放大器U2B，所述运算放大器U2B的同相输入端与电压源通过电阻R3连接、反相输入端与激光二极管的接收端通过电阻R5连接，所述运算放大器U2B的输出端通过电阻R4与反相输入端连接；所述电阻R5与激光二极管D1接收端的连接点通过电阻R6接地；
所述恒流控制电路包括运算放大器U1B与开关管Q1，所述开关管Q1的基极与运算放大器U1B的输出端连接、集电极与所述激光二极管D1的发射端连接、发射极通过电阻R7接地，所述运算放大器U1B的反相输入端接所述开关管Q1与电阻R7的连接点。
2.根据权利要求1所述的一种激光恒定功率驱动电路，其特征在于，所述电压源与所述激光二极管D1的公共端之间接有滤波电路，所述滤波电路包括电阻R1与电容C1，所述电阻R1的两端分别与电压源以及激光二极管D1的公共端连接，所述电容C1一端接电阻R1与激光二极管D1的公共端的连接点，另一端接地。
3.根据权利要求1所述的一种激光恒定功率驱动电路，其特征在于，所述电流检测电路还包括电阻R2，所述电阻R2一端接所述运算放大器U2B的同相输入端与电阻R3的连接点，另一端接地。
4.根据权利要求1所述的一种激光恒定功率驱动电路，其特征在于，所述开关管Q1为三极管。
5.根据权利要求3所述的一种激光恒定功率驱动电路，其特征在于，所述电阻R3与电阻R5的阻值相同。
6.根据权利要求5所述的一种激光恒定功率驱动电路，其特征在于，所述电阻R2与电阻R4的阻值相同。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109116329A (zh) * 2018-10-18 2019-01-01 成都捷测科技有限公司 一种提高激光测距性能的结构及方法

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