CN216251622U

CN216251622U - 激光器芯片驱动电路

Info

Publication number: CN216251622U
Application number: CN202121619797.5U
Authority: CN
Inventors: 林川; 李昕龙; 张恭谦
Original assignee: Shandong Leadong Sports Rehabilitation Technology Co ltd
Current assignee: Shandong Leadong Sports Rehabilitation Technology Co ltd
Priority date: 2021-07-16
Filing date: 2021-07-16
Publication date: 2022-04-08
Anticipated expiration: 2031-07-16

Abstract

本申请涉及激光器技术领域，公开一种芯片驱动电路，包括：降温控制模块电路、降温故障保护模块电路、降温转换限制模块电路、升温控制模块电路、升温故障保护模块电路、升温转换限制模块电路及H桥驱动模块电路；降温模块电路接收降温控制信号并连接H桥驱动模块电路，连接降温模块电路的降温故障保护模块接收降温故障保护信号并连接H桥驱动模块电路，连接降温故障保护模块电路的降温转换限制模块电路连接H桥驱动模块电路，升温模块电路接收升温控制信号并连接H桥驱动模块电路，连接升温模块电路的升温故障保护模块接收升温故障保护信号并连接H桥驱动模块电路，连接述升温故障保护模块电路的升温转换限制模块电路连接H桥驱动模块电路。

Description

激光器芯片驱动电路

技术领域

本申请涉及激光器技术领域，例如涉及一种激光器芯片驱动电路。

背景技术

高功率半导体激光器在军事上和民事上的应用都非常广泛，例如在军事上主要用于制导、引信、夜视光源、激光雷达、引爆、测距、侦察和识别等，在民事上，主要用于医疗、加工、通讯、光盘、打印、显示、计算机等。目前，高功率半导体激光器的驱动电路较为简单，对应的电路元器件也较为单一。在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：无法随时调整激光器芯片的温度在正常的工作温度范围内。

实用新型内容

为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。

本实用新型实施例提供了一种激光器芯片驱动电路，以解决激光器芯片因短路造成芯片工作异常的技术问题。

本实用新型提供了一种激光器芯片驱动电路，包括：

降温控制模块电路100；

降温故障保护模块电路200；

降温转换限制模块电路300；

升温控制模块电路400；

升温故障保护模块电路500；

升温转换限制模块电路600；及

H桥驱动模块电路700；

所述降温控制模块电路100接收降温控制信号并连接所述H桥驱动模块电路700，连接所述降温控制模块电路100的所述降温故障保护模块电路200接收降温故障保护信号并连接H桥驱动模块电路700，连接所述降温故障保护模块电路200的所述降温转换限制模块电路300连接所述H桥驱动模块电路700，所述升温控制模块电路400接收升温控制信号并连接所述H桥驱动模块电路 700，连接所述升温控制模块电路400的所述升温故障保护模块电路500接收升温故障保护信号并连接H桥驱动模块电路700，连接所述升温故障保护模块电路500的所述升温转换限制模块电路600连接所述H桥驱动模块电路700。

本实用新型实施例提供的激光器芯片驱动电路通过降温控制模块或者升温控制模块对激光器芯片的进行降温或者升温操作，同时根据芯片的即时温度，通过降温故障保护模块和升温故障保护模块中断有故障的降温或者升温模式，并通过降温转换限制模块和升温转换限制模块，在降温和升温模式转换的过程中断开降温部分或者升温部分电路，保证了激光器的温度在正常的工作温度范围内。

以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：

图1是本实用新型的一个示例中激光器芯片驱动电路的框图；

图2是图1所示激光器芯片驱动电路的一种可选实施方式。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的电路的例子。

图1是本实用新型的一个示例中激光器芯片驱动电路的框图，如图1所示，激光器芯片驱动电路包括降温控制模块电路100；降温故障保护模块电路200；降温转换限制模块电路300；升温控制模块电路400；升温故障保护模块电路500；升温转换限制模块电路600；及H桥驱动模块电路700；前述降温控制模块电路100接收降温控制信号并连接前述H桥驱动模块电路700，连接前述降温控制模块电路100的前述降温故障保护模块电路200接收降温故障保护信号并连接H 桥驱动模块电路700，连接前述降温故障保护模块电路200的所述降温转换限制模块电路300连接前述H桥驱动模块电路700，前述升温控制模块电路400接收升温控制信号并连接前述H桥驱动模块电路700，连接前述升温控制模块电路400的前述升温故障保护模块电路500接收升温故障保护信号并连接H桥驱动模块电路700，连接前述升温故障保护模块电路500的前述升温转换限制模块电路600连接前述H桥驱动模块电路700。

图2是图1所示激光器芯片驱动电路的一种可选实施方式，如图2所示，前述降温控制模块电路100包括：电阻R31、接地电容C46、电阻R37、三极管 Q7、电阻R15、接地电容C22、稳压管D6、接地电阻R41、电阻R29、电阻 R23和三极管Q5，前述电阻R31的两端分别连接降温控制信号和前述接地电容 C46，一端接地的前述电阻R37的另一端连接前述接地电容C46，前述三极管 Q7的基极连接前述接地电阻R37，发射极接地，前述电阻R15分别连接12V电压和前述接地电容C22，且前述电阻R15和前述接地电容C22的交点与前述电阻R29的一端、前述稳压管D6的阴极和前述三极管Q7的集电极连接，前述稳压管D6的样机与一端接地的前述电阻R41的另一端相连，前述电阻R29的另一端与前述三极管Q5的基极相连，前述电阻R23两端分别与12V电压和前述三极管Q5的集电极相连，前述三极管Q5的发射极接地。

前述降温故障保护模块电路200包括：电阻R30、电阻R36、三极管Q6和电阻R26，一端连接降温故障保护信号的前述电阻R30的另一端与前述三极管 Q6的基极和前述电阻R36的一端分别相连，前述三极管Q6的集电极与前述三极管Q5的集电极和前述电阻R26的一端相连，前述三极管Q6的发射极接地，前述电阻R26的另一端连接所述H桥驱动模块电路700。

前述降温转换限制模块电路300包括：电阻R52、三极管Q18、电阻R53、电阻R56和三极管Q19，前述电阻R52的一端与前述三极管Q18的基极相连，前述电阻R52的另一端与所述电阻R15和前述电阻R29的交点相连，前述三极管Q18的集电极与前述电阻R53、前述接地电阻R56和前述三极管Q19的基极相连，前述三极管Q18的发射极接地，前述电阻R56的另一端和前述三极管Q19 的发射极分别接地，前述电阻R53的另一端接3.3V电压，前述三极管Q19的集电极连接所述H桥驱动模块电路700。

前述升温控制模块电路400包括：电阻R43、接地C48、电阻R49、三极管 Q14、电阻R14、接地电容C18、稳压管D9、电阻R51、电阻R38、电阻R33 和三极管Q11，一端连接升温控制信号的所述电阻R43的另一端分别与所述接地电容C48的另一端、所述电阻R49的一端和所述三极管Q14的基极连接，所述电阻R49的另一端和所述三极管Q14的发射极分别接地，所述电阻R14分别与12V电压和所述接地电容C18的另一端连接，所述电阻R14和所述接地电容C18的交点与所述电阻R38的一端、所述稳压管D9的阴极和所述三极管Q14 的集电极相连，所述稳压管D9的阳极与所述电阻R51的一端相连，所述电阻 R51的另一端接地，所述电阻R38的另一端与所述三极管Q11的基极相连，所述电阻R33分别与12V电压和所述三极管Q11的集电极相连，所述三极管Q11 的发射极接地。

前述升温故障保护模块电路500包括：电阻R39、电阻R48、三极管Q12 和电阻R25，一端连接升温故障保护信号的所述电阻R39的另一端分别与所述三极管Q12的基极和一端接地的电阻R48的另一端连接，所述三极管Q12的集电极分别与所述三极管Q11的集电极和所述电阻R25的一端相连，所述三极管 Q12的发射极接地。

前述升温转换限制模块电路600包括：电阻R55、三极管Q21、电阻R54、电阻R57和三极管Q20，前述电阻R55的一端与前述电阻R14和前述电阻R38 的交点相连，另一端与前述三极管Q21的基极相连，前述三极管Q21的集电极与一端接地的前述电阻R57的另一端、前述电阻R54的一端和所述三极管Q20 的基极相连，所述三极管Q21的发射极接地，所述电阻R54的另一端连接3.3V 电压，所述三极管Q20的发射极接地。

前述H桥驱动电路700包括：P沟道MOS管Q17、接地电容C52、二级管 D3、N沟道MOS管Q4、P沟道MOS管Q2、接地电容C53、二级管D4、N沟道MOS管Q1、电容C41、激光器芯片，前述接地电容C52的另一端和前述P 沟道MOS管Q17的漏极分别与12V电压相连，前述P沟道MOS管Q17的栅极与前述N沟道MOS管Q1的栅极相连，前述P沟道MOS管Q17的源极与前述二极管D3的阳极、前述电容C41的一端、前述激光器芯片的第一接线端、前述N沟道MOS管Q1的漏极相连，前述二级管D3的阴极与12V电压相连，前述N沟道MOS管Q1的源极接地，前述电容C41的另一端与前述激光器芯片的第二接线端、前述P沟道MOS管Q2的漏极、前述二级管D4的阳极、前述N沟道MOS管Q4的漏极相连，前述P沟道MOS管Q2的栅极与前述N沟道MOS 管Q4的栅极相连，前述P沟道MOS管Q2的源极与二极管D4的阴极、接地电容C53的另一端以及12V电压相连，前述N沟道MOS管Q4的栅极分别与前述电阻R26的另一端和前述三极管Q20的集电极相连，前述N沟道MOS管Q1 的栅极分别与前述电阻R25的另一端和前述三极管Q19的集电极相连。

开始时，通过电阻R31输入单片机发送的3.3V降温控制信号，三极管Q7 的基极产生触发电流，集电极和发射极导通，三极管Q5基极无驱动电流，三极管Q5的集电极和发射极断开，12V驱动电压通过R23与R26两个限流电阻控制N沟道MOS管Q4的栅极使N沟道MOS管Q4导通，同时由于升温电路部分没有电压所以P沟道MOS管Q17栅极为低电位，P沟道MOS管Q17导通，从而驱动激光器芯片降温。

当降温控制模块电路出现故障时，激光器芯片将会持续降温，当检测到的芯片即时温度低于设定值18摄氏度时，单片机通过电阻R30发出3.3V降温故障保护信号，并通过电阻R26控制N沟道MOS管Q4断开，激光器芯片停止降温模式。

单片机通过电阻R43输入3.3V降温控制信号，三极管Q14的基极产生触发电流，集电极和发射极导通，三极管Q11基极无驱动电流，三极管Q11集电极与发射极断开，12V驱动电压通过R33与R25两个限流电阻控制N沟道MOS 管Q1的栅极使N沟道MOS管Q1导通，同时由于单片机已经不再给降压电路部分提供电压，此时P沟道MOS管Q2栅极的电位为低电平，P沟道MOS管 Q2导通，从而驱动激光器芯片升温。

当升温控制模块电路出现故障时，激光器芯片将会持续升温，通过检测激光器芯片的温度，当温度高于设定值24摄氏度时，单片机通过电阻R39输入3.3V 升温故障保护电压，并通过电阻R25控制N沟道MOS管Q1的断开，防止升温模块电路短路造成半导体一直升温的现象。

当激光器芯片从降温模式转换到升温模式时，三极管Q14的基极电压信号为3.3V，三极管Q21不导通，3.3V驱动电压通过电阻R54后控制三极管Q20 导通，拉低了降温电路的控制电压，保证降压电路断开，防止了延时短路现象。

当激光器芯片从升温模式转换到降温模式时，三极管Q7的基极电压信号为 3.3V，三极管Q18不导通，3.3V驱动电压通过电阻R53后控制三极管Q19导通，拉低了升温电路的控制电压，保证升压电路断开，防止了延时短路现象。

以上对本实用新型的技术方案，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型是实力的思想，在具体实施例方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型实施例的限制。

Claims

1.一种激光器芯片驱动电路，其特征在于，包括：

降温控制模块电路(100)；

降温故障保护模块电路(200)；

降温转换限制模块电路(300)；

升温控制模块电路(400)；

升温故障保护模块电路(500)；

升温转换限制模块电路(600)；及

H桥驱动模块电路(700)；

所述降温控制模块电路(100)接收降温控制信号并连接所述H桥驱动模块电路(700)，连接所述降温控制模块电路(100)的所述降温故障保护模块电路(200)接收降温故障保护信号并连接H桥驱动模块电路(700)，连接所述降温故障保护模块电路(200)的所述降温转换限制模块电路(300)连接所述H桥驱动模块电路(700)，所述升温控制模块电路(400)接收升温控制信号并连接所述H桥驱动模块电路(700)，连接所述升温控制模块电路(400)的所述升温故障保护模块电路(500)接收升温故障保护信号并连接H桥驱动模块电路(700)，连接所述升温故障保护模块电路(500)的所述升温转换限制模块电路(600)连接所述H桥驱动模块电路(700)。

2.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述降温控制模块电路(100)包括：

电阻R31、接地电容C46、电阻R37、三极管Q7、电阻R15、接地电容C22、稳压管D6、接地电阻R41、电阻R29、电阻R23和三极管Q5，所述电阻R31的两端分别连接降温控制信号和所述接地电容C46，一端接地的所述电阻R37的另一端连接所述接地电容C46，所述三极管Q7的基极连接所述电阻R37，发射极接地，所述电阻R15分别连接12V电压和所述接地电容C22，且所述电阻R15和所述接地电容C22的交点与所述电阻R29的一端、所述稳压管D6的阴极和所述三极管Q7的集电极连接，所述稳压管D6的样机与一端接地的所述电阻R41的另一端相连，所述电阻R29的另一端与所述三极管Q5的基极相连，所述电阻R23两端分别与12V电压和所述三极管Q5的集电极相连，所述三极管Q5的发射极接地。

3.根据权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，所述降温故障保护模块电路(200)包括：

电阻R30、电阻R36、三极管Q6和电阻R26，一端连接降温故障保护信号的所述电阻R30的另一端与所述三极管Q6的基极和所述电阻R36的一端分别相连，所述三极管Q6的集电极与所述三极管Q5的集电极和所述电阻R26的一端相连，所述三极管Q6的发射极接地，所述电阻R26的另一端连接所述H桥驱动模块电路(700)。

4.根据权利要求3所述的驱动电路，其特征在于，所述降温转换限制模块电路(300)包括：

电阻R52、三极管Q18、电阻R53、电阻R56和三极管Q19，所述电阻R52的一端与所述三极管Q18的基极相连，所述电阻R52的另一端与所述电阻R15和所述电阻R29的交点相连，所述三极管Q18的集电极与所述电阻R53、所述电阻R56和所述三极管Q19的基极相连，所述三极管Q18的发射极接地，所述电阻R56的另一端和所述三极管Q19的发射极分别接地，所述电阻R53的另一端接3.3V电压，所述三极管Q19的集电极连接所述H桥驱动模块电路(700)。

5.根据权利要求4所述的驱动电路，其特征在于，所述升温控制模块电路(400)包括：

电阻R43、接地C48、电阻R49、三极管Q14、电阻R14、接地电容C18、稳压管D9、电阻R51、电阻R38、电阻R33和三极管Q11，一端连接升温控制信号的所述电阻R43的另一端分别与所述接地电容C48的另一端、所述电阻R49的一端和所述三极管Q14的基极连接，所述电阻R49的另一端和所述三极管Q14的发射极分别接地，所述电阻R14分别与12V电压和所述接地电容C18的另一端连接，所述电阻R14和所述接地电容C18的交点与所述电阻R38的一端、所述稳压管D9的阴极和所述三极管Q14的集电极相连，所述稳压管D9的阳极与所述电阻R51的一端相连，所述电阻R51的另一端接地，所述电阻R38的另一端与所述三极管Q11的基极相连，所述电阻R33分别与12V电压和所述三极管Q11的集电极相连，所述三极管Q11的发射极接地。

6.根据权利要求5所述的驱动电路，其特征在于，所述升温故障保护模块电路(500)包括：

电阻R39、电阻R48、三极管Q12和电阻R25，一端连接升温故障保护信号的所述电阻R39的另一端分别与所述三极管Q12的基极和一端接地的电阻R48的另一端连接，所述三极管Q12的集电极分别与所述三极管Q11的集电极和所述电阻R25的一端相连，所述三极管Q12的发射极接地。

7.根据权利要求6所述的驱动电路，其特征在于，所述升温转换限制模块电路(600)包括：

电阻R55、三极管Q21、电阻R54、电阻R57和三极管Q20，所述电阻R55的一端与所述电阻R14和所述电阻R38的交点相连，另一端与所述三极管Q21的基极相连，所述三极管Q21的集电极与一端接地的所述电阻R57的另一端、所述电阻R54的一端和所述三极管Q20的基极相连，所述三极管Q21的发射极接地，所述电阻R54的另一端连接3.3V电压，所述三极管Q20的发射极接地。

8.根据权利要求7所述的驱动电路，其特征在于，所述H桥驱动模块电路(700)包括：

P沟道MOS管Q17、接地电容C52、二级管D3、N沟道MOS管Q4、P沟道MOS管Q2、接地电容C53、二级管D4、N沟道MOS管Q1、电容C41、激光器芯片，所述接地电容C52的另一端和所述P沟道MOS管Q17的漏极分别与12V电压相连，所述P沟道MOS管Q17的栅极与所述N沟道MOS管Q1的栅极相连，所述P沟道MOS管Q17的源极与所述二级管D3的阳极、所述电容C41的一端、所述激光器芯片的第一接线端、所述N沟道MOS管Q1的漏极相连，所述二级管D3的阴极与12V电压相连，所述N沟道MOS管Q1的源极接地，所述电容C41的另一端与所述激光器芯片的第二接线端、所述P沟道MOS管Q2的漏极、所述二级管D4的阳极、所述N沟道MOS管Q4的漏极相连，所述P沟道MOS管Q2的栅极与所述N沟道MOS管Q4的栅极相连，所述P沟道MOS管Q2的源极与二极管D4的阴极、接地电容C53的另一端以及12V电压相连，所述N沟道MOS管Q4的栅极分别与所述电阻R26的另一端和所述三极管Q20的集电极相连，所述N沟道MOS管Q1的栅极分别与所述电阻R25的另一端和所述三极管Q19的集电极相连。