CN216646780U - 激光器驱动开路检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光器驱动开路检测电路，驱动电路包括能形成差分电路的第一三极管和第二三极管，第一三极管和第二三极管的控制端分别对应连接第一输入端和第二输入端，第一三极管和第二三极管的一端分别经连接负载ZL和电阻Rterm后连接至第一恒流源且另一端分别经连接电阻R1和电阻R2后连接至第二恒流源，第二恒流源的输出端接地，激光器并接在第二三极管的一端与地之间；第一输入端的输入电压和第二输入端的输入电压相等且Iterm>Imod/2时，说明激光器与该驱动电路间连接正常；反之，I term≤Imod/2时，说明激光器与该驱动电路处于开路状态。它具有如下优点：不影响驱动电路正常工作，判断过程实时自动，无需人为干预，检测电路结构简单，易于实现，功耗低。

Description

激光器驱动开路检测电路

技术领域

本实用新型涉及检测电路，尤其涉及激光器驱动开路检测电路。

背景技术

在激光驱动模块的生产环节(尤其在激光器与驱动芯片的封装打线过程中) 或者是在激光驱动模块的使用阶段(由于外力因素或其他)都会出现驱动芯片与激光器之间打线断开的现象，如此导致驱动电流无法正常流入激光器，激光器不发光。而对驱动模块进行断电并用第三方检测工具虽能检测出驱动芯片与激光器之间打线开路问题，但这种方法显然比较耗费时间与资源。为了减少打线开路的检测时间与成本，需要在驱动芯片内部设计一个能自动检测出激光器与驱动芯片封装打线开路的检测电路。

如图1是已有一种激光器驱动开路检测方案的示意图，在驱动电路输出端与激光器之间串接一电阻RFAULT，通过检测电阻RFAULT上的电压降(实际检测流过电阻RFAULT的电流，即流入激光器的电流)，经DIFF_AMP放大器电路放大后与一阈值电压VTH进行比较，从而判断驱动芯片与激光器之间连接是否存在开路。

已有技术方案的缺点：

1、输出端与激光器串联一电阻会减小激光器的调制电流。

2、输出端与激光器串联一电阻会消耗一定电压余度，同时产生不必要的能量消耗。

3、输出端与激光器串联一电阻会影响驱动电流的性能(上升下降时间、幅度等)。

4、DIFF_AMP放大器输入端存在寄生电容也会影响驱动电路的带宽，进而影响驱动电流的上升下降时间等。

实用新型内容

本实用新型提供了一种激光器驱动开路检测电路，其克服了背景技术中所述的现有技术的不足。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

激光器驱动开路检测电路，包括：

驱动电路，该驱动电路包括能形成差分电路的第一三极管和第二三极管，该第一三极管和第二三极管的控制端分别对应连接第一输入端和第二输入端，该第一三极管的一端经连接负载ZL后连接至第一恒流源的输出端，该第一三极管的另一端经连接电阻R1后连接至第二恒流源的输入端，该第二三极管的一端经连接电阻Rterm后连接至第一恒流源的输出端，该第二三极管的另一端经连接电阻R2 后连接至第二恒流源的输入端，该第二恒流源的输出端接地，激光器未开路时并接在第二三极管的一端与第二恒流源的输出端之间；设该第二恒流源输出电流为 Imod，流经电阻Rterm的电流为Iterm；

监测电压获取电路，用于获取电流Iterm流经电阻Rterm时的电阻Rterm两端的电压，设电阻Rterm两端的电压为监测电压；

参考电压获取电路，用于获取电流Imod/2流经电阻Rterm等值电阻时的该电阻Rterm等值电阻两端电压之等值电压，设该等值电压为参考电压；

比较器，用于比较该监测电压和参考电压的大小。

一实施例之中：该监测电压获取电路能对该监测电压进行A倍放大，该参考电压获取电路能对该参考电压进行A倍放大，经A倍放大后的监测电压和参考电压送入比较器进行大小比较，A大于或等于1。

一实施例之中：该监测电压获取电路包括电阻Rdet1、电阻Rdet2和运算放大器，该电阻Rdet1的一端与电阻Rterm的一端相接且另一端与运算放大器的一输入端相接，该电阻Rdet2的一端与电阻Rterm的另一端相接且另一端与运算放大器的另一输入端相接，该运算放大器的输出端连接至该比较器的一输入端。

一实施例之中：该监测电压获取电路还包括电容C1和电容C2，该电容C1的一端连接运算放大器的一输入端且另一端接地，该电容C2的一端连接该运算放大器的另一输入端且另一端接地。

一实施例之中：电阻Rdet1和电容C1构成的时间常数大于预设时长，电阻 Rdet2和电容C2构成的时间常数大于预设时长，预设时长为第一输入端VINP的输入电压或第二输入端输入电压的输入时长。

一实施例之中：电阻Rdet1阻值远大于电阻电阻Rterm的阻值，电阻Rdet2 阻值远大于电阻Rterm的阻值。

一实施例之中：该参考电压获取电路包括第三恒流源和电阻Rref，该电阻 Rref的一端连接第三恒流源的输出端且另一端接地，该电阻Rref的一端连接至该比较器的另一输入端。

一实施例之中：该第三恒流源的输出电流设为Imod/2N，该电阻Rref的阻值设为电阻Rterm的N*A倍，N大于或等于1。

一实施例之中：该比较器为迟滞比较器。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

1.本技术方案设计的监测电压获取电路、参考电压获取电路等不会影响原驱动电路与激光器的工作性能。

2.本技术方案利用驱动电路与激光器开路和正常连接情况下，流经电阻Rterm的电流值的不同，来判别驱动电路与激光器连接是否正常。该方法不影响驱动电路的正常工作状态。

3.本技术方案巧妙地应用电流与电压降关系(欧姆定律)、数学公式推导以及合理的电路设计，将电流大小的比较转化为电压大小的比较，从而判别驱动电路与激光器连接是否正常。

4.本技术方案电路设计过程中的公式推导以及所设计出来的电路均使用的是流经电阻Rterm和三极管Q2的平均电流值，但所设计的电路对于任意输入信号频率及幅度都适用，即该激光器驱动开路检测方法和检测电路对于任意输入信号频率及幅度都能判断出激光器与驱动电路之间连接是否正常。

5.本技术方案设计的激光驱动开路检测电路结构简单，容易实现。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1为背景技术中所述的已有的激光器驱动开路检测电路的结构示意图。

图2为激光驱动电路图。

图3为本实施例所述的激光器驱动开路检测电路框图。

图4为本实施例所述的激光器驱动开路检测电路具体电路图。

具体实施方式

如图2所示是一种激光驱动电路。该驱动电路包括能形成差分电路的第一开关Q1管和第二三极管Q2，该第一三极管Q1和第二三极管Q2的控制端分别连接差分电路的第一输入端和第二输入端，该第一三极管的一端经连接负载ZL后连接至第一恒流源Is1的输出端，该第一三极管Q1的另一端经连接电阻R1后连接至第二恒流源Is2的输入端，该第二三极管Q1的一端经连接电阻Rterm后连接至第一恒流源Is1的输出端，该第二三极管Q2的另一端经连接电阻R2后连接至第二恒流源Is2的输入端，该第二恒流源Is2的输出端接地，激光器正常连接时，激光器的阳极接第二三极管Q2的一端，阴极接地。

设该第二恒流源Is2输出电流为Imod，流经电阻Rterm的电流为Iterm，第一输入端VINP的输入电压，第二输入端的输入电压VINP。当激光器与驱动电路正常连接时，经过合理地对第一恒流源Is1输出电流Ibiasp以及第二恒流源Is2 输出电流Imod进行配置，驱动电路及激光器能得以正常工作。由图中可以得到，正常工作条件下，流经第一三极管与第二三极管的平均电流为Imod/2，流入激光器的电流Iout等于流过电阻Rterm的电流Iterm与流入三极管Q2的电流I_C2之差，即

Iout＝Iterm-I_C2

在平衡状态下(VINP＝VINN时)，I_C2＝Imod/2；因此，正常工作情况下Iterm>I_C2，即Iterm>Imod/2。

当激光器与驱动电路处于断开情况下，此时流过电阻Rterm的电流Iterm与流入三极管Q2的电流I_C2相等，平衡状态下，Iterm＝Imod/2。

因此，通过比较平衡状态下的电流Iterm与Imod/2的大小来判别激光器与驱动电路是否正常连接。

为了更方便对电流大小进行比较，将式(1)中不等式组两端同乘以一电阻 Rterm及一系数A，于是得到的是两个电压量之间的不等式组(2)。

根据欧姆定律，可将Iterm与Imod/2的比较转为电压值之间的比较，进而判断该激光器与该驱动电路是否正常连接。

激光器驱动开路检测电路，如图3和图4所示，根据式(2)设计，包括：

驱动电路，该驱动电路包括能形成差分电路的第一三极管Q1和第二三极管 Q2，该第一三极管Q1和第二三极管Q2的控制端分别对应连接差分电路的第一输入端和第二输入端，该第一三极管Q1的一端经连接负载ZL后连接至第一恒流源 Is1的输出端，该第一三极管Q1的另一端经连接电阻R1后连接至第二恒流源Is2 的输入端，该第二三极管Q2的一端经连接电阻Rterm后连接至第一恒流源Is1 的输出端，该第二三极管Q2的另一端经连接电阻R2后连接至第二恒流源Is2的输入端，该第二恒流源Is2的输出端接地，激光器未开路时并接在第二三极管Q2 的一端与地之间；设该第二恒流源Is2输出电流为Imod，流经电阻Rterm的电流为Iterm；

监测电压获取电路10，用于获取电流Iterm流经电阻Rterm时的电阻Rterm 两端的电压，设电阻Rterm两端的电压为监测电压；

参考电压获取电路20，用于获取电流Imod/2流经电阻Rterm等值电阻时的该等值电阻两端电压之等值电压，设该等值电压为参考电压；

比较器COMPARATOR，用于比较该监测电压和参考电压的大小。

该监测电压获取电路10能对该监测电压进行A倍放大，该参考电压获取电路 20能对该参考电压进行A倍放大，经A倍放大后的监测电压和参考电压送入比较器COMPARATOR进行大小比较，A大于或等于1。

该监测电压获取电路10包括电阻Rdet1、电阻Rdet2、电容C1、电容C2和运算放大器DIFF_AMP，该电阻Rdet1的一端与电阻Rterm的一端相接且另一端与运算放大器DIFF_AMP的第一输入端相接，该电阻Rdet2的一端与电阻Rterm的另一端相接且另一端与运算放大器DIFF_AMP的第二输入端相接，电容C1一端与放大器DIFF_AMP的第一输入端相接，电容C1另一端接地，电容C2一端与放大器 DIFF_AMP的第二输入端相接，电容C2另一端接地，通过运算放大器DIFF_AMP实现对监测电压的A倍放大。

由于电阻Rdet1和电阻Rdet2的阻值远大于电阻Rterm的阻值，电阻Rdet1 和电容C1以及电阻Rdet2和电容C2构成的时间常数大于驱动电路的输入端的输入时长，因此在驱动电路与激光器正常工作时，该监测电压获取电路不会影响驱动电路的性能。

该参考电压获取电路20包括第三恒流源Is3和电阻Rref，该电阻Rref的一端连接第三恒流源Is3的输出端且另一端接地，该电阻Rref的一端连接至该比较器COMPARATOR的另一输入端。该第三恒流源Is3的输出电流设为Imod/2N，即第三恒流源Is3的输出电流根据第二恒流源Is2的输出电流的变化而变化，参考电压为跟踪电流Imod而变化的实时值，能使监测电压与参考电压的比较结果更加准确地反映激光器与驱动电路的连接情况。该电阻Rref的阻值设为电阻Rterm的 N*A倍，N大于或等于1。通过将第三恒流源Is3的输出电流缩小至Imod/2N，可以减少参考电压获取电路的功耗。

比较器COMPARATOR的第一输入端接运算放大器DIFF_AMP的输出端，第二输入端接参考电压获取电路的输出端

该比较器COMPARATOR采用迟滞比较器，可以克服比较器输入信号在门限值附近的抖动干扰。

如图3所示，运算放大器DIFF_AMP采集的是电阻Rterm两端直流电压量，并将其放大A倍，得到电压值VT＝Iterm*Rterm*A。将Imod电流缩小至Imod/2N后，流经阻值为Rterm*N*A的电阻，得到一参考电压值VMOD＝(Imod/2N)*Rterm*N*A。比较器COMPARATOR的同相输入端接VMOD，反相输入端接VT，用比较器COMPARATOR 比较VT与VMOD二者电压大小，就可以判断出激光器与驱动电路的连接是正常连接还是处于开路状态。当比较器COMPARATOR输出高电平时，说明激光器与驱动电路处于断开状态；当比较器COMPARATOR输出低电平时，说明激光器与驱动电路正常连接。

本案所述的检测方法及检测电路不影响驱动电路本身的工作性能，电路结构简单，易实现，检测结果准确。

以上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，故不能依此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖的范围内。

Claims (9)

1.激光器驱动开路检测电路，其特征在于：包括：

驱动电路，该驱动电路包括能形成差分电路的第一三极管和第二三极管，该第一三极管和第二三极管的控制端分别对应连接第一输入端和第二输入端，该第一三极管的一端经连接负载ZL后连接至第一恒流源的输出端，该第一三极管的另一端经连接电阻R1后连接至第二恒流源的输入端，该第二三极管的一端经连接电阻Rterm后连接至第一恒流源的输出端，该第二三极管的另一端经连接电阻R2后连接至第二恒流源的输入端，该第二恒流源的输出端接地，激光器未开路时并接在第二三极管的一端与第二恒流源的输出端之间；设该第二恒流源输出电流为Imod，流经电阻Rterm的电流为Iterm；

监测电压获取电路，用于获取电流Iterm流经电阻Rterm时的电阻Rterm两端的电压差，设电阻Rterm两端的电压为监测电压；

参考电压获取电路，用于获取电流Imod/2流经电阻Rterm等值电阻时的该电阻Rterm等值电阻两端电压之等值电压，设该等值电压为参考电压；

比较器，用于比较该监测电压和参考电压的大小。

2.根据权利要求1所述的激光器驱动开路检测电路，其特征在于：该监测电压获取电路能对该监测电压进行A倍放大，该参考电压获取电路能对该参考电压进行A倍放大，经A倍放大后的监测电压和参考电压送入比较器进行大小比较，A大于或等于1。

3.根据权利要求2所述的激光器驱动开路检测电路，其特征在于：该监测电压获取电路包括电阻Rdet1、电阻Rdet2和运算放大器，该电阻Rdet1的一端与电阻Rterm的一端相接且另一端与运算放大器的一输入端相接，该电阻Rdet2的一端与电阻Rterm的另一端相接且另一端与运算放大器的另一输入端相接，该运算放大器的输出端连接至该比较器的一输入端。

4.根据权利要求3所述的激光器驱动开路检测电路，其特征在于：该监测电压获取电路还包括电容C1和电容C2，该电容C1的一端连接运算放大器的一输入端且另一端接地，该电容C2的一端连接该运算放大器的另一输入端且另一端接地。

5.根据权利要求4所述的激光器驱动开路检测电路，其特征在于：所述电阻Rdet1和电容C1构成的时间常数大于预设时长，所述电阻Rdet2和电容C2构成的时间常数大于预设时长，所述预设时长为所述第一输入端VINP的输入电压或第二输入端VINN的输入电压的输入时长。

6.根据权利要求4所述的激光器驱动开路检测电路，其特征在于：所述电阻Rdet1阻值远大于所述电阻Rterm的阻值，所述电阻Rdet2阻值远大于所述电阻Rterm的阻值。

7.根据权利要求2所述的激光器驱动开路检测电路，其特征在于：该参考电压获取电路包括第三恒流源和电阻Rref，该电阻Rref的一端连接第三恒流源的输出端且另一端接地，该电阻Rref的一端连接至该比较器的另一输入端。

8.根据权利要求7所述的激光器驱动开路检测电路，其特征在于：该第三恒流源的输出电流设为Imod/2N，该电阻Rref的阻值设为电阻Rterm的N*A倍，N大于或等于1。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的激光器驱动开路检测电路，其特征在于：该比较器为迟滞比较器。

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