JP2009105360A - Laser diode driving circuit and method for driving it - Google Patents

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Jee Chuu Shii
シー.ジェー.チュー
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser diode driving circuit which speeds up a current switch and reduces power consumption, and to provide a method for driving it. <P>SOLUTION: The circuit controls a semiconductor switch by a pulse amplitude adjustment controller. During a rise time, additional plus voltage pulse or additional minus voltage pulse is provided by the circuit, and a laser diode is driven. Thereby, the current switch time is reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は駆動回路、さらに特に、レーザ−ダイオード駆動回路と同駆動方法に関する。   The present invention relates to a drive circuit, and more particularly to a laser-diode drive circuit and the same drive method.

レーザーダイオードには大きさが小型で済む、高性能である、低電力消費である、長寿命であるそして電流によって出力電力あるいは作動周波数の制御がしやすいといったメリットが複数ある。これらのメリットによりレーザーダイオードはデータ処理、光ファイバー通信、家電製品および精度測定の分野で広く応用される。   Laser diodes have several advantages such as small size, high performance, low power consumption, long life, and easy control of output power or operating frequency by current. Due to these advantages, laser diodes are widely applied in the fields of data processing, optical fiber communication, home appliances and accuracy measurement.

レーザーダイオードの注入電流が臨海回路より大きくなくてはならない場合には、ダイオードによりレーザーが照射されうる。レーザーダイオードの特徴はレーザー出力の強度がレーザーダイオードを通る電流によって制御可能である点にある。   If the injection current of the laser diode must be larger than the coastal circuit, the diode can irradiate the laser. The laser diode is characterized in that the intensity of the laser output can be controlled by the current through the laser diode.

レーザーダイオードのP−N接合は通常のダイオードのものと同一である。レーザーダイオードとダイオード間の違いはレーザーダイオードには共鳴空洞として1組の鏡があるという点にある。接合部構造に応じたレーザーダイオードの種類には単独へテロ構造、2重ヘテロ構造、量子ウェル構造ならびに鉛直空洞面発光レーザーが含まれる。   The PN junction of the laser diode is the same as that of a normal diode. The difference between a laser diode and a diode is that the laser diode has a pair of mirrors as a resonant cavity. Types of laser diodes depending on the junction structure include single heterostructures, double heterostructures, quantum well structures and vertical cavity surface emitting lasers.

波長と用途に応じて、レーザーダイオードは通常は短波レーザーまたは長波レーザーに分類される。390nmから950nmの範囲にある短波レーザーの波長は、主に光ディスクドライブ、レーザージェット、バーコード読取器、スキャナー、およびポインター向けの光情報処理や表示装置用途に利用される。他方、980nmから1550nmの範囲にある長波レーザーは、通常、光ファイバー通信に応用される。   Depending on the wavelength and application, laser diodes are usually classified as shortwave lasers or longwave lasers. The wavelength of shortwave lasers in the range of 390 nm to 950 nm is mainly used for optical information processing and display device applications for optical disc drives, laser jets, barcode readers, scanners, and pointers. On the other hand, long wave lasers in the range of 980 nm to 1550 nm are usually applied to optical fiber communications.

レーザーダイオードドライバ(LDD)はレーザーダイオードを駆動させる必要がある。レーザーダイオード駆動回路は電気エネルギーを光エネルギーに変換するレーザーダイオード通過電流供給用に利用される。現状の技術では、レーザーダイオードドライバは電力消費が多すぎることが多い。このため電力変換効率が悪化する。   A laser diode driver (LDD) needs to drive a laser diode. The laser diode driving circuit is used for supplying a laser diode passing current for converting electric energy into light energy. With current technology, laser diode drivers often consume too much power. For this reason, power conversion efficiency deteriorates.

レーザーダイオード駆動回路では、コネクターやプリント回路板と接触する寄生コンデンサーがあるだけでなく各電子部品にはストレーコンデンサーもある。電流切り替えの間、誘導器により対向する電動力(つまり、ΔV=LΔi/Δt)が生ずる。 In a laser diode drive circuit, there are not only parasitic capacitors that come into contact with connectors and printed circuit boards, but each electronic component also has a stray capacitor. During current switching, an opposing electric force (ie, ΔV = L * Δi / Δt) is generated by the inductor.

高周波数と高電力変換器がレーザーダイオード駆動回路に供給される場合、上昇時間と下降時間サイクル間の早急な切り替えのため迅速な電流切り替えが必要とされる。電流切替え機構では、伝導経路にある寄生コンデンサーによる電圧降下は大きい。迅速な電流切替え目的成就のためにはレーザーダイオードの駆動には電圧供給を増加させる必要がある。しかしながら、安定的な追加電圧供給により極めて多くの電力消費が生じて電力変換効率が悪化しうる。   When high frequency and high power converters are supplied to the laser diode drive circuit, rapid current switching is required for rapid switching between rise and fall time cycles. In the current switching mechanism, the voltage drop due to the parasitic capacitor in the conduction path is large. In order to achieve the purpose of rapid current switching, it is necessary to increase the voltage supply to drive the laser diode. However, a very large amount of power is consumed by the stable additional voltage supply, and the power conversion efficiency can be deteriorated.

これらの先行技術にはこのようなデメリットがあるので、電力変換効率を改善する必要がある。   Since these prior arts have such disadvantages, it is necessary to improve the power conversion efficiency.

本発明の目的はレーザーダイオード用駆動回路が提供されて上述の問題が解決されることにある。   An object of the present invention is to provide a laser diode driving circuit to solve the above-mentioned problems.

本発明のもう1つの目的は上昇時に電流切替え速度を加速させると同時に電力消費を低減するプラス電圧パルスまたはマイナス電圧パルスの付加にある。   Another object of the present invention is to add a positive voltage pulse or a negative voltage pulse that accelerates the current switching speed when rising and simultaneously reduces power consumption.

前述の点に関して、本発明により、半導体スイッチが第1伝導経路の開閉が可能なように利用されるレーザーダイオードと半導体スイッチを有する第1誘導経路。第1電圧を第1伝導経路に供給するために第1伝導経路に連結され、電力変換器、第1誘導器ならびに第1エネルギー貯蔵装置を有すると同時に、該電力変換器により第1電圧が第1エネルギー貯蔵装置に供給される第1供給伝導経路。第1伝導経路に連結されるとともに、電圧パルス供給器、第2誘導器ならびに第2エネルギー貯蔵装置を有し、該電圧パルス供給器は第1エネルギー貯蔵装置に連結される第2供給伝導経路。半導体スイッチならびに電圧パルス供給器に連結されるPWM(パルス振幅調整)制御装置、を含むレーザーダイオード駆動回路が開示される。   With respect to the foregoing, a first inductive path having a laser diode and a semiconductor switch utilized in accordance with the present invention so that the semiconductor switch can open and close the first conduction path. A first voltage is connected to the first conduction path to supply the first voltage to the first conduction path, and includes a power converter, a first inductor, and a first energy storage device, and the power converter causes the first voltage to be 1 First supply conduction path supplied to the energy storage device. A second supply conduction path coupled to the first conduction path and having a voltage pulse supplier, a second inductor, and a second energy storage device, wherein the voltage pulse supplier is coupled to the first energy storage apparatus. A laser diode drive circuit is disclosed that includes a semiconductor switch and a PWM (Pulse Amplitude Adjustment) controller coupled to a voltage pulse supply.

さらに、本発明では第1電圧の第1コンデンサーおよび電力変換器経由のレーザーダイオードへの供給が含まれるレーザーダイオード駆動方法も開示される。制御信号の半導体スイッチと電圧パルス発生器への伝達にPWM制御装置が利用される。制御信号に応じて第2コンデンサーに第2電圧が供給される。   Furthermore, the present invention also discloses a laser diode driving method including supplying a first voltage to the laser diode via a first capacitor and a power converter. A PWM controller is used to transmit the control signal to the semiconductor switch and the voltage pulse generator. A second voltage is supplied to the second capacitor in response to the control signal.

前述の本発明の特徴とメリットは添付図面を利用して詳細説明を通じて十分に理解されよう。 The above features and advantages of the present invention will be fully understood through the detailed description with reference to the accompanying drawings.

本発明は本発明の好ましい実施例とその添付図についてさらに詳細に説明されよう。しかしながら、本発明の好ましい実施例は図解目的のためだけにあることが認識されなくてはならない。ここで言及される好ましい実施例のほかに、本発明はこれらの明確に説明されるもの以外のその他の幅広い実施例でも実施可能であるとともに、本発明の範囲はこれらに明示的に限定されることはなく、付録の請求項に規定される通りである。   The invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments of the invention and the accompanying drawings. However, it should be recognized that the preferred embodiment of the present invention is for illustrative purposes only. In addition to the preferred embodiments referred to herein, the present invention can be practiced in a wide variety of other embodiments than those explicitly described, and the scope of the present invention is explicitly limited thereto. None, as defined in the appended claims.

本発明はレーザーダイオード(LD)駆動回路に関する。上昇時では、駆動電圧以外に、過剰プラス電圧パルスまたはマイナス電圧パルスが本発明の駆動回路に付加され、電流の迅速切替えのためにLDが駆動される。安定状態では。過剰電圧パルスは供給されず、過剰駆動電圧から電力消費が低減される。本発明の駆動回路により低圧、高周波数、高電流および高出力(500mWを越える)の様々な特徴を有するLDまたはLED(光発光ダイオード)に加えられる電力変換器の電力変換効率が改善可能である。   The present invention relates to a laser diode (LD) drive circuit. At the time of the rise, in addition to the drive voltage, an excessive plus voltage pulse or a minus voltage pulse is added to the drive circuit of the present invention, and the LD is driven for quick switching of the current. In steady state. Excess voltage pulses are not supplied and power consumption is reduced from the excess drive voltage. The drive circuit of the present invention can improve the power conversion efficiency of a power converter applied to an LD or LED (light emitting diode) having various characteristics of low pressure, high frequency, high current and high power (over 500 mW). .

電流切替えの上昇時には過剰電圧は導入されず、別の低インピーダンス伝導経路が本発明の駆動回路によって提供されると同時に、これにより誘導器に、より高い電圧が持たされて電流上昇速度が増加する。駆動電流が所望のレベルに達すると、低インピーダンス伝導経路が開かれて電流が通常のレベルに維持される。これにより電流の上昇速度の加速目的が達成可能である。   At the time of current switching rise, no excess voltage is introduced, and another low impedance conduction path is provided by the drive circuit of the present invention, while at the same time the inductor has a higher voltage to increase the rate of current rise. . When the drive current reaches the desired level, the low impedance conduction path is opened and the current is maintained at the normal level. As a result, the purpose of accelerating the current rise rate can be achieved.

図1は本発明による好ましい実施例のLD向け駆動回路10の説明図である。駆動回路10にはMOSFETスイッチQを有する第1伝導回路12ならびにMOSFETスイッチQを有する第2伝導回路14が含まれる。第1伝導経路12のインピーダンスは第2伝導経路14のものよりも大きい。低インピーダンスの伝導経路14が供給される場合、上昇時の高電圧は電流上昇率を増加させる誘導器Lによって得られうる。 FIG. 1 is an explanatory diagram of a drive circuit 10 for LD according to a preferred embodiment of the present invention. The drive circuit 10 includes a second transfer circuit 14 having a first conductive circuit 12 and MOSFET switch Q 2 having a MOSFET switch Q 1 is. The impedance of the first conduction path 12 is greater than that of the second conduction path 14. When a low impedance conduction path 14 is provided, the rising high voltage can be obtained by an inductor L that increases the rate of current rise.

入力電圧端末Vinは入力誘導器に接続される。並列されたLinが図1に示される。入力コンデンサーCinは入力誘導器の端部とLDの陽極に接続される。入力インピーダンスCinの他端はアースされる。誘導器Lの1端は該LDの陰極に接続されると同時に、他端は第1伝導経路12と第2伝導経路14との間に接続される。LDを通る電流は第1伝導経路12および第2伝導経路14に提供される電流の合計に等しい。(すなわち、i(t)= IQ1+IQ2The input voltage terminal Vin is connected to the input inductor. The parallel Lin is shown in FIG. The input capacitor Cin is connected to the end of the input inductor and the anode of the LD. The other end of the input impedance Cin is grounded. One end of the inductor L is connected to the cathode of the LD, and the other end is connected between the first conduction path 12 and the second conduction path 14. The current through the LD is equal to the sum of the currents provided in the first conduction path 12 and the second conduction path 14. (Ie i (t) = I Q1 + I Q2 )

第1伝導経路12には抵抗器RおよびMOSFETスイッチQが含まれ、第2伝導経路14には抵抗器RおよびMOSFETスイッチQが含まれる。抵抗器Rの抵抗は抵抗器Rのものより大きい。スイッチQおよびQのゲートにより、それぞれ外部PWM(パルス振幅調整)制御装置16から伝達される制御信号が受信され、スイッチQとQの周波数およびデューティサイクル(duty circle)が処理される。 The first conductive path 12 includes a resistor R 1 and MOSFET switches Q 1, the second conducting path 14 includes a resistor R 2 and the MOSFET switches Q 2. Greater resistance of the resistor R 1 is one of a resistor R 2. The gates of the switches Q 1 and Q 2, is a control signal transmitted from the external PWM (pulse amplitude adjustment) control unit 16 each receive, frequency and duty cycle of the switch Q 1, Q 2 (duty circle) is processed .

図2Aから図2Cを参照すると、これらは図1に示される駆動回路10の作動を示す経時シーケンス図を示す。t=0-T1周期である時、PWM制御装置16はそれぞれ制御信号をスイッチQおよびQのゲートに伝達し、これらのスイッチをオンにするので、LDを流れる電流は、

Figure 2009105360
となる。 Referring to FIGS. 2A-2C, these show a time sequence diagram illustrating the operation of the drive circuit 10 shown in FIG. When t = a 0-T1 period, respectively, a PWM controller 16 control signal transmitted to the gate of the switch Q 1 and Q 2, since these switches, the current through the LD is
Figure 2009105360
It becomes.

t =T1-T2周期である時、スイッチQ2はオフであると同時にスイッチQはまだオンである。電流は第1伝導経路12を通るだけであるので、この時に次の方程式が得られる。

Figure 2009105360
tが3(L/R)を越える場合には該方程式は次のように単純化される。
Figure 2009105360
tがT2周期以上の時は、QおよびQ両スイッチともオフであるので、第1伝導経路12と第2伝導経路は開いている。 when it is t = T1-T2 period, switch Q 2 is switch Q 1 and at the same time is off is still on. Since the current only passes through the first conduction path 12, the following equation is obtained at this time.
Figure 2009105360
When t exceeds 3 (L / R), the equation is simplified as follows.
Figure 2009105360
When t is greater than or equal T2 cycle, since it is Q 1 and Q 2 both switches both off, and the first conduction path 12 and the second conduction path is open.

前述の点について、t=0-T1周期のとき、インピーダンスが小さいほうの第2伝導経路14は、電流の上昇速度を加速させるため電流上昇時に電流速度が上昇しうる。本発明では、LD電流の上昇時間は先行技術の時間よりも20〜30%少ない。   Regarding the above point, when t = 0-T1 period, the second conduction path 14 having the smaller impedance can increase the current speed when the current increases because the current increase speed is accelerated. In the present invention, the LD current rise time is 20-30% less than the prior art time.

図3は本発明のもう1つの好ましい実施例による駆動回路30の説明図である。図3および図4を参照すると、駆動回路30にはが第1供給電動経路31と第2供給電動経路33が含まれる。第1供給伝導経路31と第2供給伝導経路33はそれぞれLDから形成される第1伝導経路35、抵抗器類、誘導器類、ならびに半導体スイッチに連結される。   FIG. 3 is an illustration of a drive circuit 30 according to another preferred embodiment of the present invention. Referring to FIGS. 3 and 4, the drive circuit 30 includes a first electric supply path 31 and a second electric supply path 33. The first supply conduction path 31 and the second supply conduction path 33 are respectively connected to a first conduction path 35 formed from an LD, resistors, inductors, and a semiconductor switch.

DC対DC変換器32は誘導器Lに接続されとともに、振幅Vdc1のDC電圧を第1伝導経路35に供給する。コンデンサーCはDC対DC変換器32によって充電される。電流は、ダイオードDが前方に伝導する場合にはダイオードD、寄生コンデンサーLpr1ならびにLDを流れる。従って、コンデンサーの電圧CはダイオードDの前方電圧VFD2とノードA電圧Vにほぼ等しい。

Figure 2009105360
The DC to DC converter 32 is connected to the inductor L 1 and supplies a DC voltage with an amplitude V dc1 to the first conduction path 35. Capacitor C 1 is charged by DC to DC converter 32. Current, when the diode D 2 conducts forwardly through the diode D 2, a parasitic capacitor L pr1 and LD. Therefore, the capacitor voltage C 1 is approximately equal to the forward voltage V FD2 of the diode D 2 and the node A voltage V A.
Figure 2009105360

PWM制御装置34はMOSFETスイッチQおよび電圧パルス発生器36のゲートに接続される。PWM制御装置は鮮制御信号をMOSFETスイッチQと電圧パルス発生器36に伝達する。MOSFETスイッチQはPWM制御装置34からの制御信号に応じてオンオフ機能を果たす。電圧パルス発生器36は誘導器Lの1端に接続される。もう1つの誘導器LはコンデンサーCおよび抵抗器RCS2に接続される。電圧パルス発生器36はPWM制御装置34からの制御信号に応じて電圧パルスをコンデンサーCに供給する。コンデンサーCは制御信号のオフ・デューティ(off duty)のときに電圧パルス発生器36によって電圧VDC2で充電される。電圧パルス発生器36は制御信号のデューティサイクルのときに電圧のコンデンサーCおよび誘導器Lへの供給は停止される。 The PWM controller 34 is connected to the MOSFET switch Q 1 and the gate of the voltage pulse generator 36. The PWM controller transmits a fresh control signal to the MOSFET switch Q 1 and the voltage pulse generator 36. MOSFET switches Q 1 is perform on-off function in response to a control signal from the PWM control unit 34. The voltage pulse generator 36 is connected to one end of the inductor L 2. Another inductor L 2 is connected to the capacitor C 3 and resistor R CS2. Supplying a voltage pulse to the capacitor C 3 in accordance voltage pulse generator 36 to a control signal from the PWM control unit 34. Capacitor C 3 is charged with voltage V DC2 by voltage pulse generator 36 when the control signal is off duty. Voltage pulse generator 36 is supplied to the condenser C 3 and the inductor L 2 of the voltage when the duty cycle of the control signal is stopped.

MOSFETスイッチQはPWM制御装置34からの制御信号に応じてスイッチ周波数と作動周期を調節する。コンデンサーCからの電流IOUTは抵抗器RCS2、RCS1、寄生誘導器Lpr1、Lpr2、Lpr3、LDおよびMOSFETスイッチQから地盤に流れる。コンデンサーCは充電される。電流IOUTの勾配は寄生誘導器とコンデンサーの電圧降下に応じて決まる。最大電流IOUTの方程式は次式で得られる。

Figure 2009105360
但し、RQ1ONはスイッチQのオン時抵抗である。 MOSFET switches Q 1 is adjusting the operation period and the switch frequency in response to a control signal from the PWM control unit 34. Current I OUT from the condenser C 3 flows resistor R CS2, R CS1, the parasitic inductor L pr1, L pr2, L pr3 , LD and MOSFET switches Q 1 to ground. Capacitor C 2 is charged. The slope of the current I OUT is determined by the voltage drop across the parasitic inductor and capacitor. The equation for maximum current I OUT is given by:
Figure 2009105360
However, R Q1ON is on-time resistance of the switch Q 1.

コンデンサーCは電圧Vが電圧(VDC1−VFD2)より小さくなった後、コンデンサーCが放電するまで放電する。こうして、最大電流I’OUTは次式となる。

Figure 2009105360
The capacitor C 3 is discharged until the capacitor C 1 is discharged after the voltage V C becomes lower than the voltage (V DC1 −V FD2 ). Thus, the maximum current I ′ OUT is as follows.
Figure 2009105360

コンデンサーCは抵抗器R、RCS1、およびダイオードDの経路を通じてスイッチQがオフになるまで放電する。前述の点について、電圧パルス発生器36は電圧パルスを提供してコンデンサーCを再度充電してから駆動回路30が前述の動作を繰り返す。図4からは、スイッチQがオンである時に本発明の駆動回路により電力損失PLOSSが削減できることが理解可能である。 Condenser C 2 is the switch Q 1 is discharged to turn off through a path of the resistor R 2, R CS1, and the diode D 2. For the above points, the voltage pulse generator 36 is the drive circuit 30 to charge the capacitor C 3 again provide a voltage pulse and the above-described operation is repeated. From Figure 4, it is understandable that reduce the power loss P LOSS by the drive circuit of the present invention when the switch Q 1 is turned on.

本発明のもう1つの好ましい実施例によるLD用の駆動回路40が図5に示されるように図解されている。駆動回路40の構造は駆動回路30のものと同様であるので、同一の詳細は示されていない。駆動回路40では電流切替え速度の加速化用のマイナスパルスを発生させる電圧パルス発生器36に代わってマイナス電圧パルス発生器42が利用される。さらに、オンとなっているダイオードDの電力損失はダイオードDが省かれるので低減され、さらには電流切替えの遅れも改善される。 A drive circuit 40 for an LD according to another preferred embodiment of the present invention is illustrated as shown in FIG. Since the structure of the drive circuit 40 is similar to that of the drive circuit 30, the same details are not shown. In the drive circuit 40, a negative voltage pulse generator 42 is used in place of the voltage pulse generator 36 that generates a negative pulse for accelerating the current switching speed. Further, power loss of the diode D 2 which is turned on is reduced since the diode D 2 is omitted, and further delay of the switching current is also improved.

本発明はまた高電力のレーザーダイオードまたはLEDの駆動方法も公開する。最初に、DC対DC変換器が第1電圧VDC1を第1コンデンサーとレーザーダイオード負荷に供給する。制御信号は電圧パルス発生器とLD負荷に連結される半導体スイッチを制御する外部PWM制御装置によって伝達される。電圧パルス発生器は、信号受信後の制御信号に応じて第2コンデンサーに第2電圧VDC2を供給する。制御信号がオフ・デューティである場合、電圧は電圧パルス発生器を通じて第2コンデンサーに供給される。信号受信後、制御信号がデューティサイクルである場合に半導体スイッチがオンとなる。 The present invention also discloses a method for driving a high power laser diode or LED. Initially, a DC to DC converter provides a first voltage V DC1 to a first capacitor and a laser diode load. The control signal is transmitted by an external PWM controller that controls the semiconductor switch connected to the voltage pulse generator and the LD load. The voltage pulse generator supplies the second voltage V DC2 to the second capacitor according to the control signal after receiving the signal. When the control signal is off-duty, the voltage is supplied to the second capacitor through a voltage pulse generator. After receiving the signal, the semiconductor switch is turned on when the control signal has a duty cycle.

第2コンデンサーから供給される電流は、抵抗器、誘導器、LD、半導体からなる伝導経路を通じて流れることによって、半導体スイッチがオンとなる時にLDを駆動させる。LDの駆動電流IOUTが図4に示される第1電流Aと第2電流A間である場合に、第2電流VDC2が第2コンデンサーによって供給されてLDを駆動させる。 The current supplied from the second capacitor flows through a conduction path including a resistor, an inductor, an LD, and a semiconductor, thereby driving the LD when the semiconductor switch is turned on. When the LD drive current I OUT is between the first current A 1 and the second current A 2 shown in FIG. 4, the second current V DC2 is supplied by the second capacitor to drive the LD.

出力電圧VOUTはLDの駆動電流IOUTが第2電流Aに到達している場合にVDC1レベルの第1電圧を維持すると同時に、第2コンデンサーは第2電圧VDC2が第1コンデンサーから供給される第1電圧VDC1未満となるまで放電される。 The output voltage V OUT maintains the first voltage of the V DC1 level when the LD drive current I OUT reaches the second current A 2 , and at the same time, the second capacitor V DC2 is supplied from the first capacitor. It is discharged until it becomes less than the first voltage V DC1 supplied.

半導体スイッチが急速にオンとなる場合、逆の電動力Vが寄生コンデンサーから生ずる。この問題を解決するため、上昇時には、過剰第2電圧VDC2が追加されて、電流切替え速度の加速度化の目的を達成するためLDを駆動させる。これにより電力変換器の電力変換効率が改善可能となると同時に、電力消費の低減が可能となる。 When the semiconductor switch is turned on rapidly, the reverse electric force VL is generated from the parasitic capacitor. In order to solve this problem, an excessive second voltage V DC2 is added at the time of rising, and the LD is driven to achieve the purpose of acceleration of the current switching speed. Thereby, the power conversion efficiency of the power converter can be improved, and at the same time, the power consumption can be reduced.

上昇時には、プラス電圧パルスまたはマイナス電圧パルスが本発明の駆動回路に追加されて、電流切替速度が加速化すると同時に電力消費が低減される。   When rising, a positive voltage pulse or a negative voltage pulse is added to the drive circuit of the present invention to accelerate the current switching speed and simultaneously reduce power consumption.

本発明の駆動回路はレーザーダイオードまたは高電力のLEDに応用可能である。これにより大電流の切替え(200A/us(マイクロセコンド))と高電力変換効率の達成が可能となる。   The drive circuit of the present invention is applicable to laser diodes or high power LEDs. Thereby, switching of a large current (200 A / us (microsecond)) and high power conversion efficiency can be achieved.

本発明の好ましい実施例がこれまで説明されてきたが、当該技術の専門家によって本発明は説明された好ましい実施例に限定されてはならないものと理解されよう。むしろ、次の諸請求項によって定義されるように本発明の精神と範囲内で様々な変更と修正が可能である。   While preferred embodiments of the present invention have been described above, it will be understood by those skilled in the art that the present invention should not be limited to the described preferred embodiments. Rather, various changes and modifications can be made within the spirit and scope of the invention as defined by the following claims.

本発明による好ましい実施例のレーザーダイオード駆動回路の説明図式。FIG. 2 is an explanatory diagram of a laser diode driving circuit according to a preferred embodiment of the present invention. 図1の駆動回路の作動を説明する経時シーケンス図。FIG. 2 is a time sequence diagram illustrating the operation of the drive circuit of FIG. 1. 図1の駆動回路の作動を説明する経時シーケンス図。FIG. 2 is a time sequence diagram illustrating the operation of the drive circuit of FIG. 1. 図1の駆動回路の作動を説明する経時シーケンス図。FIG. 2 is a time sequence diagram illustrating the operation of the drive circuit of FIG. 1. 本発明のもう1つの好ましい実施例によるレーザーダイオード駆動回路の説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of a laser diode driving circuit according to another preferred embodiment of the present invention. 図3の駆動回路の作動を説明する経時シーケンス図。FIG. 4 is a time sequence diagram illustrating the operation of the drive circuit of FIG. 3. 本発明のさらにもう1つの好ましい実施例によるレーザーダイオード駆動回路の説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram of a laser diode driving circuit according to still another preferred embodiment of the present invention.

Claims (5)

第1伝導経路はレーザーダイオード半導体スイッチを有し、前記半導体スイッチは前記第1伝導経路の開閉を可能にするのに利用され;
第1供給伝導経路は、前記第1伝導経路への第1電圧の供給用に前記第1伝導経路に連結されるとともに、前記第1供給伝導経路は、電力変換器、第1誘導器、ならびに第1エネルギー貯蔵装置を有し、前記電力変換器は前記第1電圧を前記第1エネルギー貯蔵装置に供給し;
第2供給伝導経路は前記第1伝導経路に連結されるとともに、電圧パルス供給器、第2誘導器、ならびに第2エネルギー貯蔵装置を有し、前記電圧パルス供給器は前記第1エネルギー貯蔵装置に連結され;および
PWM(パルス振幅調整)制御装置は、前記半導体スイッチ、ならびに前記電圧パルス供給器に連結される、ことを特徴とするレーザーダイオード用駆動回路。
The first conduction path comprises a laser diode semiconductor switch, the semiconductor switch being utilized to allow opening and closing of the first conduction path;
A first supply conduction path is coupled to the first conduction path for supplying a first voltage to the first conduction path, and the first supply conduction path includes a power converter, a first inductor, and A first energy storage device, wherein the power converter supplies the first voltage to the first energy storage device;
The second supply conduction path is connected to the first conduction path and includes a voltage pulse supplier, a second inductor, and a second energy storage device, and the voltage pulse supplier is connected to the first energy storage device. And a PWM (pulse amplitude adjustment) controller connected to the semiconductor switch and the voltage pulse supply.
前記第1エネルギー貯蔵装置および前記第2エネルギー装置にコンデンサーが含まれ、前記半導体スイッチにMOSFETスイッチが含まれ、前記電圧パルス供給器に電圧パルス発生器またはマイナス電圧パルス発生器が含まれ、さらに前記電力変換機にDC対DC変換器が含まれる請求項1に記載の駆動回路。   The first energy storage device and the second energy device include a capacitor, the semiconductor switch includes a MOSFET switch, the voltage pulse supplier includes a voltage pulse generator or a negative voltage pulse generator, and The drive circuit according to claim 1, wherein the power converter includes a DC-to-DC converter. 前記電圧パルス供給器が前記PWM制御装置から制御信号を受信してから、前記制御信号がノン・デューティサイクルである場合に、第1電圧パルスを前記第2エネルギー貯蔵装置に供給し、前記制御信号のデューティサイクル時に、前記半導体スイッチが前記制御信号の受信後にスイッチオンとなる請求項1に記載の駆動回路。 When the voltage pulse supplier receives a control signal from the PWM controller and the control signal has a non-duty cycle, the first voltage pulse is supplied to the second energy storage device, and the control signal The drive circuit according to claim 1, wherein the semiconductor switch is switched on after receiving the control signal at a duty cycle of the first cycle. 第1電圧の第1コンデンサーならびに電力変換器によるレーザーダイオードへの供給;
制御信号を半導体スイッチと電圧パルス発生器まで伝達するPWM制御装置の利用;および
前記制御信号に応じた第2コンデンサーまでの第2電圧の供給、を特徴とするレーザーダイオード駆動装置。
Supply to the laser diode by a first capacitor of a first voltage and a power converter;
A laser diode driving device characterized by using a PWM control device for transmitting a control signal to a semiconductor switch and a voltage pulse generator; and supplying a second voltage to a second capacitor in response to the control signal.
入力電圧端末;
前記入力電圧端末に連結されるレーザーダイオード;
前記レーザーダイオードの陰極に接続される誘導器;
第1伝導経路が前記誘導器に接続されるとともに、第1半導体スイッチならびに第1抵抗器を有し、前記第1半導体スイッチは前記第1伝導経路の開閉を可能にするように利用される、第1伝導経路;
第2伝導経路が前記誘導器に接続されるとともに、第2半導体スイッチならびに第2抵抗器を有し、前記第2半導体スイッチは前記第2伝導経路の開閉を可能にするように利用される、第2伝導経路;および
前記第1半導体スイッチと前記第2半導体スイッチに連結されるPWM制御装置、を特徴とするレーザーダイオード駆動回路。
Input voltage terminal;
A laser diode coupled to the input voltage terminal;
An inductor connected to the cathode of the laser diode;
A first conduction path connected to the inductor and having a first semiconductor switch as well as a first resistor, the first semiconductor switch being utilized to allow opening and closing of the first conduction path; A first conduction path;
A second conduction path connected to the inductor and having a second semiconductor switch as well as a second resistor, the second semiconductor switch being utilized to allow opening and closing of the second conduction path; A laser diode driving circuit comprising: a second conduction path; and a PWM controller connected to the first semiconductor switch and the second semiconductor switch.
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