CN220475108U - 一种高频率激光编码驱动板及激光发射器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种高频率激光编码驱动板及激光发射器，该高频率激光编码驱动板通过电源模块输出电源电压至电压转换模块和电压输出端口；电压转换模块将电源电压转换为缓冲电压和驱动电压后分别输出至缓冲模块和驱动模块；缓冲模块接收方波接收模块输出的方波信号并输出对应驱动信号至驱动模块；驱动模块接收驱动信号并输出对应开关驱动信号，驱动开关模块中的开关动作；电阻接入端口接入外部调节电阻对输出功率和输出电压进行调节，以使电压输出端口的输出电压与输出功率是外部激光二极管的额定工作电压和额定功率。本实用新型通过接入外部电阻调节激光二极管的工作电压和功率，解决了功率和电压过高导致发热以及信号失真的技术问题。

Description

一种高频率激光编码驱动板及激光发射器

技术领域

本实用新型涉及光通信技术领域，尤其涉及一种高频率激光编码驱动板及激光发射器。

背景技术

目前，光通信系统在国内飞速发展。激光作为光通信系统中常用的信息载体之一，被广泛应用在高速光通信系统、激光雷达等技术领域中。

由于激光发射器的发射激光功率和电压较高，长时间工作可能出现发热、信号失真等问题。

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种高频率激光编码驱动板及激光发射器，用以解决现有激光发射器因功率和电压过高导致发热以及信号失真的技术问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种高频率激光编码驱动板，包括电源模块、电压转换模块、方波接收模块、缓冲模块、驱动模块、开关模块、电阻接入端口和电压输出端口；

其中，所述电源模块分别与所述电压转换模块、所述电阻接入端口和所述电压输出端口连接，所述电压转换模块分别与所述缓冲模块、所述驱动模块连接，所述缓冲模块分别与所述驱动模块以及所述方波接收模块连接，所述驱动模块与所述开关模块连接，所述开关模块与所述电阻接入端口和所述电压输出端口连接，所述电阻接入端口与外部调节电阻连接，所述电压输出端口与外部激光二极管连接；

所述电源模块用于输出电源电压至所述电压转换模块和所述电压输出端口；

所述电压转换模块用于将所述电源电压转换为缓冲电压和驱动电压后分别输出至所述缓冲模块和所述驱动模块，为所述缓冲模块和所述驱动模块供电；

所述缓冲模块用于接收所述方波接收模块输出的方波信号并输出对应驱动信号至所述驱动模块；

所述驱动模块用于接收所述驱动信号并输出对应开关驱动信号至所述开关模块，驱动所述开关模块中的开关动作；

所述电阻接入端口用于接入所述外部调节电阻对所述电压输出端口的输出功率和输出电压进行调节，以使所述电压输出端口的输出电压与输出功率是所述外部激光二极管的额定工作电压和额定功率。

可选的，所述缓冲模块包括缓冲芯片、第一电容、第二电容、第一电阻和第二电阻；

其中，所述缓冲芯片的输入端与所述第一电阻的一端以及所述第二电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端与所述方波接收模块的输出端连接，所述第二电阻的另一端与接地端连接，所述缓冲芯片的电源端与所述第一电容的一端、所述第二电容的一端以及所述电压转换模块的缓冲电压输出端连接，所述第一电容的另一端和所述第二电容的另一端与所述接地端连接。

可选的，所述缓冲芯片的型号为AIP74LVC1G08GC。

可选的，所述驱动模块包括驱动芯片、稳压二极管、第三至第八电阻、第三电容和第四电容；

其中，所述驱动芯片的正输入端与第三电阻的一端和第四电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端与所述缓冲模块的输出端连接，所述驱动芯片的负输入端与第五电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端和所述第五电阻的另一端与所述接地端连接，所述驱动芯片的第一输出端与第六电阻的一端连接，所述驱动芯片的第二输出端与第七电阻的一端连接，所述第六电阻的另一端与所述第七电阻的另一端、第八电阻的一端以及所述开关模块的输入端连接，所述第八电阻的另一端与所述稳压二极管的阴极连接，所述稳压二极管的阳极与所述接地端连接，所述驱动芯片的电源端与所述第三电容的一端、所述第四电容的一端以及所述电压转换模块的驱动电压输出端连接，所述第三电容的另一端和所述第四电容的另一端与所述接地端连接。

可选的，所述驱动芯片的型号为LMG1020YFFT。

可选的，所述开关模块包括多个MOS开关和过压保护二极管；

其中，所述多个MOS开关以并联的方式连接，所述多个MOS开关的输入端与所述驱动模块的输出端连接，所述多个MOS开关的输出端与所述过压保护二极管的阴极、所述电阻接入端口和所述电压输出端口连接，所述过压保护二极管的阳极与所述接地端连接。

可选的，所述过压保护二极管的型号为SMBJ78A-AT。

可选的，所述电阻接入端口包括第一分压电阻接入端口、第二分压电阻接入端口和功率电阻接入端口；

其中，所述第一分压电阻接入端口和第二分压电阻接入端口并联设置在所述电源模块输出端与所述开关模块输出端之间，所述功率电阻接入端口设置在所述开关模块输出端与所述接地端之间。

可选的，所述第一分压电阻接入端口、所述第二分压电阻接入端口和所述功率电阻接入端口均是具备两个接口的端口。

进一步地，本实用新型还提供一种激光发射器，包括如上文所述的高频率激光编码驱动板。

采用上述实施例的有益效果是：本实用新型提供的高频率激光编码驱动板通过电源模块输出电源电压至电压转换模块和电压输出端口；采用电压转换模块将电源电压转换为缓冲电压和驱动电压后分别输出至缓冲模块和驱动模块，为缓冲模块和驱动模块供电；基于缓冲模块接收方波接收模块输出的方波信号并输出对应驱动信号至驱动模块；通过驱动模块接收驱动信号并输出对应开关驱动信号至开关模块，驱动开关模块中的开关动作；还通过电阻接入端口接入外部调节电阻对电压输出端口的输出功率和输出电压进行调节，以使电压输出端口的输出电压与输出功率是外部激光二极管的额定工作电压和额定功率。本实用新型通过接入外部电阻调节激光二极管的工作电压和功率，解决了现有激光发射器因功率和电压过高导致发热以及信号失真的技术问题。

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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的高频率激光编码驱动板一实施例的结构示意图。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型实施例提供了一种高频率激光编码驱动板及激光发射器，以下分别进行说明。

图1为本实用新型提供的高频率激光编码驱动板一实施例的结构示意图，如图1所示，高频率激光编码驱动板包括电源模块101、电压转换模块102、方波接收模块103、缓冲模块104、驱动模块105、开关模块106、电阻接入端口和电压输出端口；

其中，电源模块101分别与电压转换模块102、电阻接入端口和电压输出端口连接，电压转换模块102分别与缓冲模块104、驱动模块105连接，缓冲模块104分别与驱动模块105以及方波接收模块103连接，驱动模块105与开关模块106连接，开关模块106与电阻接入端口和电压输出端口连接，电阻接入端口与外部调节电阻连接，电压输出端口与外部激光二极管连接；

电源模块101用于输出电源电压至电压转换模块102和电压输出端口；

电压转换模块102用于将电源电压转换为缓冲电压和驱动电压后分别输出至缓冲模块104和驱动模块105，为缓冲模块104和驱动模块105供电；

缓冲模块104用于接收方波接收模块103输出的方波信号并输出对应驱动信号至驱动模块105；

驱动模块105用于接收驱动信号并输出对应开关驱动信号至开关模块106，驱动开关模块106中的开关动作；

电阻接入端口用于接入外部调节电阻对电压输出端口的输出功率和输出电压进行调节，以使电压输出端口的输出电压与输出功率是外部激光二极管的额定工作电压和额定功率。

需要说明的是，在本实施例中，该电源模块101由电源保护电路和其他电子元器件组成，用于提供+48V稳定的电压给后级电路及外部激光二极管；该电压转换模块102用于将该+48V电源电压转换为+3.3V电压(即缓冲电压)和+5V电压(即驱动电压)后分别给缓冲模块104和驱动模块105供电；方波接收模块103用于接收外部设备发送的方波，并转换为电信号后传输至缓冲模块104。

可以理解的是，在本实用新型实施例中，激光二极管的工作电压是28V～48V，通过电阻接入端口在该激光二极管两端设置一个或多个大功率的偏置电阻实现分压功能，调节输出至激光二极管的电压和功率，使得激光二极管在额定电压和额定功率下工作，避免激光二极管因电压和功率过高导致发热和损坏；通过在激光二极管的负极与地之间设置功率电阻，解决波形失真的问题。

与现有技术相比，本实施例提供的高频率激光编码驱动板通过电源模块101输出电源电压至电压转换模块102和电压输出端口；采用电压转换模块102将电源电压转换为缓冲电压和驱动电压后分别输出至缓冲模块104和驱动模块105，为缓冲模块104和驱动模块105供电；基于缓冲模块104接收方波接收模块103输出的方波信号并输出对应驱动信号至驱动模块105；通过驱动模块105接收驱动信号并输出对应开关驱动信号至开关模块106，驱动开关模块106中的开关动作；还通过电阻接入端口接入外部调节电阻对电压输出端口的输出功率和输出电压进行调节，以使电压输出端口的输出电压与输出功率是外部激光二极管的额定工作电压和额定功率。本实施例通过接入外部电阻调节激光二极管的工作电压和功率，解决了现有激光发射器因功率和电压过高导致发热以及信号失真的技术问题。

在本实用新型一些实施例中，缓冲模块104包括缓冲芯片、第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1和第二电阻R2；

其中，缓冲芯片的输入端与第一电阻R1的一端以及第二电阻R2的一端连接，第一电阻R1的另一端与方波接收模块103的输出端连接，第二电阻R2的另一端与接地端GND连接，缓冲芯片的电源端与第一电容C1的一端、第二电容C2的一端以及电压转换模块102的缓冲电压输出端连接，第一电容C1的另一端和第二电容C2的另一端与接地端GND连接。

需要说明的是，在本实用新型实施例中，该缓冲芯片的型号为AIP74LVC1G08GC，可以根据方波接收模块103传输的方波信号输出对应驱动信号至驱动模块105，例如：在该方波信号处于上升沿时，输出开关闭合驱动信号至该驱动模块105，以使驱动模块105驱动开关模块106中的开关闭合；在该方波信号处于下降沿时，输出开关断开驱动信号至该驱动模块105，以使驱动模块105驱动开关模块106中的开关断开。

可以理解的是，在本实施例中，该第一电容C1和第二电容C2用于芯片电源输入保护，在芯片突然断电时提供缓冲电压，以免芯片在突然断电时出现故障。

在本实用新型一些实施例中，驱动模块105包括驱动芯片、稳压二极管D1、第三至第八电阻、第三电容C3和第四电容C4；

其中，驱动芯片的正输入端IN+与第三电阻R3的一端和第四电阻R4的一端连接，第三电阻R3的另一端与缓冲模块104的输出端连接，驱动芯片的负输入端IN-与第五电阻R5的一端连接，第四电阻R4的另一端和第五电阻R5的另一端与接地端GND连接，驱动芯片的第一输出端OUTL与第六电阻R6的一端连接，驱动芯片的第二输出端OUTH与第七电阻R7的一端连接，第六电阻R6的另一端与第七电阻R7的另一端、第八电阻R8的一端以及开关模块106的输入端连接，第八电阻R8的另一端与稳压二极管D1的阴极连接，稳压二极管D1的阳极与接地端GN D连接，驱动芯片的电源端VDD与第三电容C3的一端、第四电容C4的一端以及电压转换模块102的驱动电压输出端连接，第三电容C3的另一端和第四电容C4的另一端与接地端GND连接。

需要说明的是，在本实用新型一些实施例中，该驱动芯片的型号为LMG1020YFFT，是一款单通道低侧驱动器，专为高速应用中驱动GaNF ET和逻辑电平MOSFE而设计，可实现2.5纳秒的极快传播延迟和1纳秒的最小脉冲宽度。通过分别在栅极与第一输出端OUTL和第二输出端OUTH之间连接外部电阻器，可针对上拉和下拉沿来独立调节驱动强度。

在本实用新型一些实施例中，开关模块106包括多个MOS开关和过压保护二极管D2；

其中，多个MOS开关以并联的方式连接，多个MOS开关的输入端与驱动模块105的输出端连接，多个MOS开关的输出端与过压保护二极管D2的阴极、电阻接入端口和电压输出端口连接，过压保护二极管D2的阳极与接地端GND连接。

需要说明的是，由于单个MOS开关能够承受的电流较小，因此需要采用多个MOS开关并联的方式减小通过每个MOS开关的电流，参照图1，在本实施例中，采用了4个MOS开关器件，但并不对此进行限制，可根据实际情况调整开关器件的数量；且上述多个MOS开关的栅极输入信号一致，因此，多个MOS开关是同时开启和同时关断的。

在本实用新型一些实施例中，过压保护二极管的型号为SMBJ78A-AT，是一种电压瞬态抑制二极管，保护电路不被尖峰电压破坏。

在本实用新型一些实施例中，电阻接入端口包括第一分压电阻接入端口J1、第二分压电阻接入端口J2和功率电阻接入端口J3；

其中，第一分压电阻接入端口J1和第二分压电阻接入端口J2并联设置在电源模块101输出端与开关模块106输出端之间，功率电阻接入端口J3设置在开关模块106输出端与接地端GND之间。

需要说明的是，在本实用新型一些实施例中，第一分压电阻接入端口J1、第二分压电阻接入端口J2和功率电阻接入端口J3均是具备两个接口的端口，接入的第一分压电阻、第二分压电阻和功率电阻均为大功率的偏置电阻，其阻值由激光二极管决定，在激光二极管所需功率和电压均较小时，接入的第一分压电阻、第二分压电阻和功率电阻均较大。该第一分压电阻和第二分压电阻串联在+48V与-48V之间，第一分压电阻与第二分压电阻并联，该功率电阻串联在-48V与地之间。

在高频率激光编码驱动板的基础之上，对应的，本实用新型实施例还提供了一种激光发射器，该激光发射器包括上述的高频率激光编码驱动板，该激光发射器的具体实施例可参照上述高频率激光编码驱动板的实施例，在此不做赘述。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高频率激光编码驱动板，其特征在于，包括电源模块、电压转换模块、方波接收模块、缓冲模块、驱动模块、开关模块、电阻接入端口和电压输出端口；

其中，所述电源模块分别与所述电压转换模块、所述电阻接入端口和所述电压输出端口连接，所述电压转换模块分别与所述缓冲模块、所述驱动模块连接，所述缓冲模块分别与所述驱动模块以及所述方波接收模块连接，所述驱动模块与所述开关模块连接，所述开关模块与所述电阻接入端口和所述电压输出端口连接，所述电阻接入端口与外部调节电阻连接，所述电压输出端口与外部激光二极管连接；

所述电源模块用于输出电源电压至所述电压转换模块和所述电压输出端口；

所述电压转换模块用于将所述电源电压转换为缓冲电压和驱动电压后分别输出至所述缓冲模块和所述驱动模块，为所述缓冲模块和所述驱动模块供电；

所述缓冲模块用于接收所述方波接收模块输出的方波信号并输出对应驱动信号至所述驱动模块；

所述驱动模块用于接收所述驱动信号并输出对应开关驱动信号至所述开关模块，驱动所述开关模块中的开关动作；

所述电阻接入端口用于接入所述外部调节电阻对所述电压输出端口的输出功率和输出电压进行调节，以使所述电压输出端口的输出电压与输出功率是所述外部激光二极管的额定工作电压和额定功率。

2.根据权利要求1所述的高频率激光编码驱动板，其特征在于，所述缓冲模块包括缓冲芯片、第一电容、第二电容、第一电阻和第二电阻；

其中，所述缓冲芯片的输入端与所述第一电阻的一端以及所述第二电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端与所述方波接收模块的输出端连接，所述第二电阻的另一端与接地端连接，所述缓冲芯片的电源端与所述第一电容的一端、所述第二电容的一端以及所述电压转换模块的缓冲电压输出端连接，所述第一电容的另一端和所述第二电容的另一端与所述接地端连接。

3.根据权利要求2所述的高频率激光编码驱动板，其特征在于，所述缓冲芯片的型号为AIP74LVC1G08GC。

4.根据权利要求3所述的高频率激光编码驱动板，其特征在于，所述驱动模块包括驱动芯片、稳压二极管、第三至第八电阻、第三电容和第四电容；

其中，所述驱动芯片的正输入端与第三电阻的一端和第四电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端与所述缓冲模块的输出端连接，所述驱动芯片的负输入端与第五电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端和所述第五电阻的另一端与所述接地端连接，所述驱动芯片的第一输出端与第六电阻的一端连接，所述驱动芯片的第二输出端与第七电阻的一端连接，所述第六电阻的另一端与所述第七电阻的另一端、第八电阻的一端以及所述开关模块的输入端连接，所述第八电阻的另一端与所述稳压二极管的阴极连接，所述稳压二极管的阳极与所述接地端连接，所述驱动芯片的电源端与所述第三电容的一端、所述第四电容的一端以及所述电压转换模块的驱动电压输出端连接，所述第三电容的另一端和所述第四电容的另一端与所述接地端连接。

5.根据权利要求4所述的高频率激光编码驱动板，其特征在于，所述驱动芯片的型号为LMG1020YFFT。

6.根据权利要求5所述的高频率激光编码驱动板，其特征在于，所述开关模块包括多个MOS开关和过压保护二极管；

其中，所述多个MOS开关以并联的方式连接，所述多个MOS开关的输入端与所述驱动模块的输出端连接，所述多个MOS开关的输出端与所述过压保护二极管的阴极、所述电阻接入端口和所述电压输出端口连接，所述过压保护二极管的阳极与所述接地端连接。

7.根据权利要求6所述的高频率激光编码驱动板，其特征在于，所述过压保护二极管的型号为SMBJ78A-AT。

8.根据权利要求7所述的高频率激光编码驱动板，其特征在于，所述电阻接入端口包括第一分压电阻接入端口、第二分压电阻接入端口和功率电阻接入端口；

其中，所述第一分压电阻接入端口和第二分压电阻接入端口并联设置在所述电源模块输出端与所述开关模块输出端之间，所述功率电阻接入端口设置在所述开关模块输出端与所述接地端之间。

9.根据权利要求8所述的高频率激光编码驱动板，其特征在于，所述第一分压电阻接入端口、所述第二分压电阻接入端口和所述功率电阻接入端口均是具备两个接口的端口。

10.一种激光发射器，其特征在于，所述激光发射器包括如权利要求1-9任一项所述的高频率激光编码驱动板。