CN210926604U - 激光器保护驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种激光器保护驱动电路，包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、运算放大器U1和三极管Q1，运算放大器U1的同相输入端通过电阻R4连接可调激励信号Vin，运算放大器U1的反相输入端通过电阻R1接地，运算放大器U1的输出端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极连接电源VAA，三极管Q1的发射极连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端作为保护驱动电路的输出端连接激光器的正极LD+，激光器的负极LD‑接地，电阻R3的另一端还通过电阻R5连接运算放大器U1的同相输入端；三极管Q1的发射极还通过电阻R2连接运算放大器U1的反相输入端。该激光器保护驱动电路具有良好的静电保护能力，在软件运行错误或参数错误情况下仍能保证激光器安全使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及了一种激光器保护驱动电路。
背景技术
气体成分分析应用中，大量应用红外光谱分析技术，依靠探测气体对红外光源的吸收强度的强弱，推算被探测气体的浓度。红外光谱分析技术中，光源分为宽光谱光源与窄带光谱光源两种，窄带光谱光源一般靠激光器产生。因激光光源单色性好，准直性好的优点，被大量应用于高精度红外光谱气体组分分析中。
应用于红外激光气体探测的光源一般是小型分布式反馈激光器(DistributedFeedback Laser简称DFB)。对激光器加注驱动电流，驱动电流超过其发光阈值时(电压也超过一个阈值)，激光器开始发光：激光功率随加注电流的增大而线性增强；激光的中心波长随加注电流的增大而变化，加注电流每变化1mA，中心波长变化0.01nm。在基于可调谐半导体激光器吸收光谱(TDLAS)进行光谱检测时，一般首先通过温度反馈电阻与半导体制冷片控制激光器温度，使得激光器输出激光在一个稳定的波长范围附近，再通过软件设置，调节驱动电流，调节激光器输出激光在这个波长范围左右小幅移动，使得对整个气体吸收峰进行扫描。
激光器价格昂贵，属于静电敏感器件。激光器在过压、过流的情况下极易造成损坏，所有的器件损坏均属不可逆转类型，一旦出问题即无法修复。而目前驱动电流是软件控制，一旦软件非正常运行，或者内部逻辑错误，极易造成输出电流超过极限条件的情况，造成器件损伤。
发明内容
为了解决背景技术中所存在的问题，本实用新型提出了一种激光器保护驱动电路。
一种激光器保护驱动电路，包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、运算放大器U1和三极管Q1，运算放大器U1的同相输入端通过电阻R4连接可调激励信号Vin，运算放大器U1的反相输入端通过电阻R1接地，运算放大器U1的输出端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极连接电源VAA，三极管Q1的发射极连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端作为保护驱动电路的输出端连接激光器的正极LD+，激光器的负极LD-接地，电阻R3的另一端还通过电阻R5连接运算放大器U1的同相输入端；三极管Q1的发射极还通过电阻R2连接运算放大器U1的反相输入端。
基于上述，电阻R1和电阻R4的阻值相同，电阻R2和电阻R5的阻值相同，电阻R3为限流电阻
基于上述，0.4848>R2/R1>0.1212。
本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型将激光器的负极直接接地，使激光器有良好的静电泄放能力，通过对电路中电阻参数的设置，在保证激光器正常使用的前提下，即使在极限条件下也不会对激光器造成损伤，其具有良好的静电保护能力，在软件运行错误或参数错误情况下仍能保证激光器安全使用。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型的电路结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，一种激光器保护驱动电路，包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、运算放大器U1和三极管Q1，运算放大器U1的同相输入端通过电阻R4连接可调激励信号Vin，运算放大器U1的反相输入端通过电阻R1接地，运算放大器U1的输出端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极连接电源VAA，三极管Q1的发射极连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端作为保护驱动电路的输出端连接激光器的正极LD+，激光器的负极LD-接地，电阻R3的另一端还通过电阻R5连接运算放大器U1的同相输入端；三极管Q1的发射极还通过电阻R2连接运算放大器U1的反相输入端。
VAA是激光器的导通电压，Vin为输入的可调激励信号，激光器的正负极分别接LD+和LD-，V2为三极管发射极电压，V3表示激光器的正极电压，V1-表示运算放大器U1的同相端电压，V1+表示运算放大器U1的反向端电压。则：
令
V1+＝V1-
则
在本实施例中，令R1＝R4、R2＝R5，简化公式：
R1*V2＝R1 *V3+R2*Vin (4)
即
R1*(V2-V3)＝R2*Vin (5)
激光器正极的输入电流为
通过设置三种电阻的阻值，可使得激光器不会达到过流过压条件。
本实施例中，以激光器过流极限为120mA、发光电压为Vmin＝1V为例说明实施过程：
极限条件下，Vin输入范围为0V～3.3V，先设定VAA＝3.3V。
限流电阻设置大小计算过程：R3＝(VAA-Vmin)/120mA＝19.16Ω，现实中根据常用电阻取R3为20Ω；激光器调整驱动电流扫描吸收峰，电流范围为20mA～80mA，扫描波长范围是0.6nm；Vin极限条件等于3.3V的情况下，再根据公式(7)，确定R2与R4比例，保证激光器在极限条件下不会造成过流。正常使用情况下，最大驱动电流为80mA，即代入公式(7)，
计算得到R2/R1<0.4848；正常使用情况下，最小驱动电流为20mA，即代入公式(7)，
计算得到R2/R1>0.1212。
也即在本实施例中，设定0.4848>R2/R1>0.1212，即可使得激光器能正常使用，又使得激光器在极限情况下不会被过流造成损坏，即使在软件错误或输入参数超过正常值的情况下，依然能保证激光器在安全驱动范围，不会因过流、过压导致损伤。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (1)
1.一种激光器保护驱动电路，其特征在于：包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、运算放大器U1和三极管Q1，运算放大器U1的同相输入端通过电阻R4连接可调激励信号Vin，运算放大器U1的反相输入端通过电阻R1接地，运算放大器U1的输出端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极连接电源VAA，三极管Q1的发射极连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端作为保护驱动电路的输出端连接激光器的正极LD+，激光器的负极LD-接地，电阻R3的另一端还通过电阻R5连接运算放大器U1的同相输入端；三极管Q1的发射极还通过电阻R2连接运算放大器U1的反相输入端；电阻R1和电阻R4的阻值相同，电阻R2和电阻R5的阻值相同，电阻R3为限流电阻；0.4848>R2/R1>0.1212。
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|---|---|---|---|
| CN201921298937.6U CN210926604U (zh) | 2019-08-12 | 2019-08-12 | 激光器保护驱动电路 |
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| CN210926604U true CN210926604U (zh) | 2020-07-03 |
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| CN (1) | CN210926604U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023087537A1 (zh) * | 2021-11-16 | 2023-05-25 | 河南翔宇医疗设备股份有限公司 | 一种联合理疗设备 |
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2019
- 2019-08-12 CN CN201921298937.6U patent/CN210926604U/zh active Active
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