JPH06120600A - 最大電流制限回路 - Google Patents

最大電流制限回路

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JPH06120600A
JPH06120600A JP26864092A JP26864092A JPH06120600A JP H06120600 A JPH06120600 A JP H06120600A JP 26864092 A JP26864092 A JP 26864092A JP 26864092 A JP26864092 A JP 26864092A JP H06120600 A JPH06120600 A JP H06120600A
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JP
Japan
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voltage
circuit
control voltage
analog
maximum current
Prior art date
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Application number
JP26864092A
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English (en)
Inventor
Kazuya Amagi
和哉 天城
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 温度変動や電圧変動により最大電流Imaxが
変動しないようにする。 【構成】 アナログアンド回路12の出力端子と制御電
圧発生部11の出力端子をそれぞれNPNトランジスタ
13のベースに接続する。アナログアンド回路12は出
力端子に印加される制御電圧Vが入力電圧VL以下の時
(V<VL)非動作状態になり、V≧VLの時動作状態に
なって入力電圧VLと等しい電圧を出力する。従って、
V<VLの時、アナログアンド回路12は非動作状態に
なるから制御電圧Vをトランジスタ13のベースに印加
でき、該制御電圧Vに基づいてポンプダイオード4に流
れる電流を制御でき、これにより励起光の強さを制御で
きる。一方、V≧VLの時、アナログアンド回路12は
動作状態になるから、トランジスタ13のベースに一定
電圧VLが入力され、ポンプダイオードに流れる最大電
流が制限される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は最大電流制限回路に係わ
り、特に最大定格電流が規定された素子、例えばレーザ
ダイオード等の最大電流を制限する際に適用して好適な
最大電流制限回路に関する。
【0002】
【従来の技術】最大定格電流が規定された素子を使用す
る場合、該素子に最大定格電流以上の電流を流さないよ
うにする必要がある。例えば、光増幅装置では励起光を
発生するためにレーザダイオード(ポンプレーザ)が用
いられているが、該ポンプレーザに流れる電流を最大定
格電流値以下となるように制御する必要がある。図4は
光信号を直接増幅する光増幅ファイバからなる光増幅装
置の構成図であり、ポンプレーザから発生する励起光の
強さに応じて光信号の増幅度を制御するものである。1
は入力光ファイバ、2は光増幅ファイバEDF(Erbium
Doped Fiber)、3は出力光ファイバ、4はポンプL
D、5は入力光ファイバから入力される波長1.55μ
mの光信号(主信号)とポンプレーザから入力される波
長1.48μmの励起光を合成する合波器WDM(Wave
length Devision Multiplexer)、6は主信号を入力さ
れ、主信号の強度に応じた電気信号を発生するフォトダ
イオード等の光検出器PD、7は主信号を出力光ファイ
バ3とフォトダイオード6に分岐するビームスプリッタ
BS、8はポンプレーザ駆動回路である。光増幅ファイ
バ2は、例えばSiO2−GeO2をホストガラスとして
エルビウム(Er)を添加したもので、増幅可能な波長帯
は1.55μmである。
【0003】入力光ファイバ1から合波器5を介して光
増幅ファイバ2に入力された波長1.55μmの主信号
は、ポンプレーザ4から合波器5を介して光増幅ファイ
バ2に入力された波長1.48μmの励起光によって励
起されて増幅される。増幅された主信号はビームスプリ
ッタ7を経て出力光ファイバ3より後段の図示しない光
伝送路や光信号装置に加えられる。又、増幅された主信
号の一部はビームスプリッタ7で分岐されて光検出器6
に入力される。光検出器6は主信号の光の強度に応じた
電気信号に変換してポンプレーザ駆動回路8に入力し、
ポンプレーザ駆動回路8は主信号の強度が所定のレベル
となるようにポンプレーザ4から出力される励起光を制
御する。
【0004】図5は従来のポンプレーザ駆動回路の構成
図であり、8aは光検出器6の出力信号Vcontと基準電
圧信号Vrefの差分信号を増幅して出力する反転型オペ
アンプ、8bはポンプレーザダイオード4に直列に接続
された駆動用のNPNトランジスタ、8cはポンプレー
ザに流れる電流を所定値以下に制限する最大電流制限抵
抗である。オペアンプ8aが飽和していない状態では、
該オペアンプの出力電圧V0は光検出器の出力信号Vcon
tが大きいほど小さくなり、Vcontが小さいほど大きく
なる。この結果、ポンプダイオード4には主信号の強度
に応じた電流が流れ、主信号が大きいと電流が小さくな
って励起光が弱まり、主信号が小さいと電流が大きくな
って励起光が強まり、主信号は一定のレベルに制御され
る。
【0005】主信号強度が弱まって光検出器出力信号V
contが所定レベル以下になるとオペアンプ8aは飽和
し、オペアンプの出力電圧V0は飽和電圧Vsatになる。
この飽和電圧Vsatにおいて、ポンプレーザ4に最大電
流が流れるから、該最大電流が定格最大電流を越えない
ように最大電流制限抵抗8cの抵抗値を決定する。飽和
時、次式 Vsat=I0Rv+VBE+VR (1) が成立する。ただし、Rvは最大電流制限抵抗8cの抵
抗値、I0は最大電流制限抵抗8cを流れる電流値、V
BEはトランジスタのベース・エミッタ間電圧、VRは抵
抗Rの電圧降下である。ポンプレーザ4に流れる電流値
はVR/Rであるから最大電流Imaxは次式 Imax=(Vsat−I0Rv−VBE)/R (2) で与えられ、最大電流制限抵抗8cの抵抗値Rvを調整
することにより最大電流Imaxを最大定格電流値以下に
することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】トランジスタのベース
・エミッタ間電圧VBEは温度10Cあたり2mV変動
し、又、電源変動により飽和電圧Vsatが変動する。こ
のため、従来の最大電流制限方式では温度変動や電圧変
動により最大電流Imaxが変動して最大定格電流を越
え、特性の劣化や破壊を招来する問題があった。以上か
ら本発明の目的は、温度変動や電圧変動により最大電流
Imaxが変動しないようにできる最大電流制限回路を提
供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理説明
図である。4はポンプレーザ、11は制御電圧Vを発生
する制御電圧発生部、12は出力端子に印加される制御
電圧Vが入力電圧VL以上の時、出力電圧をVL一定に
し、V<VLの時、非動作状態になるアナログアンド回
路、13はポンプレーザダイオード駆動用のNPNトラ
ンジスタである。
【0008】
【作用】アナログアンド回路12の出力端子と制御電圧
発生部11の出力端子をそれぞれNPNトランジスタ1
3のベースに接続する。アナログアンド回路12は出力
端子に印加される制御電圧Vが入力電圧VL以下の時
(V<VL)非動作状態になり、V≧VLの時動作状態に
なって入力電圧VLと等しい電圧を出力する。従って、
V<VLの時、アナログアンド回路12は非動作状態に
なるから制御電圧Vをトランジスタ13のベースに印加
でき、該制御電圧Vに基づいてポンプダイオード4に流
れる電流を制御でき、これにより励起光の強さを制御で
きる。一方、V≧VLの時、アナログアンド回路12は
動作状態になるから、トランジスタ13のベースに一定
電圧VLが入力され、ポンプレーザダイオードに流れる
最大電流が制限される。又、アナログアンド回路12を
アナログオア回路、NPNトランジスタ13をPNPト
ランジスタでそれぞれ置き換えて最大電流を制限するこ
ともできる。
【0009】
【実施例】(a) 本発明の第1の実施例全体の構成 図2は本発明の最大電流制限回路の第1の実施例構成図
であり、ポンプレーザ駆動回路におけるポンプレーザの
最大電流を制限する場合に適用した例である。4はポン
プレーザ、11は制御電圧Vを発生する制御電圧発生
部、12出力端子に印加される制御電圧Vが入力電圧V
L以上の時(V≧VL)動作状態になって出力電圧をVL
一定にし、V<VLの時非動作状態になるアナログアン
ド回路、13はポンプダイオード駆動用のNPNトラン
ジスタ、14はアナログアンド回路の入力電圧発生部で
ある。
【0010】制御電圧発生部11は差動タイプの反転型
オペアンプOPA1を備え、±入力端子には基準電圧V
refと光検出器(図3の符号6を参照)から出力される
電圧Vcontが入力されている。制御電圧Vは光検出器の
出力信号Vcontが大きいほど小さくなり、Vcontが小さ
いほど大きくなるようになっている。アナログアンド回
路12はオペアンプOPA2とダイオードD1と抵抗で
構成され、制御電圧Vが入力電圧VL以上の時(V≧
L)ダイオードD1が順バイアスされて動作状態にな
り出力電圧をVL一定にし、V<VLの時ダイオードD1
が逆バイアスされて非動作状態になる。入力電圧発生部
14は可変抵抗VRとダイオードD2と抵抗R´を備
え、可変抵抗VRを調整することによりアナログアンド
回路12に入力する電圧VLを調整することができる。
尚、ダイオードD2はNPNトランジスタ13のベース
・エミッタ間電圧VBEの温度補償用である。
【0011】動作説明 制御電圧VがVL以下の時(V<VLの時)、アナログア
ンド回路12は非動作状態になる。このため、制御電圧
VはNPNトランジスタ13のベースに印加され、トラ
ンジスタの導通度を制御する。これにより、制御電圧V
に基づいてポンプダイオード4に流れる電流を制御で
き、励起光の強さを制御できる。一方、制御電圧VがV
L以上の時(V≧VLの時)、アナログアンド回路12は
動作状態になる。このため、NPNトランジスタ13の
ベースに一定電圧VLが入力される。この場合、次式 VL=VR+VBE L=Vc・R′/(VR+R′)+VBE′=VL′+VBE′ Imax=VR/R が成立する。
【0012】従って、 Imax=(VL−VBE)/R =(VL′+VBE′−VBE)/R となる。温度補償ダイオードD2による電圧降下分
BE′はトランジスタのVBEに等しいから、結局 Imax=VL′/R=一定 となり、ポンプダイオード4に流れる最大電流が制限さ
れる。そして、この最大電流Imaxは温度変動や電源電
圧変動に依存しないようにできる。
【0013】(b) 本発明の第2の実施例全体の構成 図3は本発明の最大電流制限回路の第2の実施例構成図
であり、ポンプレーザ駆動回路におけるポンプレーザの
最大電流を制限する場合に適用した例である。4はポン
プレーザ、21は制御電圧Vを発生する制御電圧発生
部、22は出力端子に印加される制御電圧Vが入力電圧
L以下の時(V≦VL)動作状態になって出力電圧をV
L一定にし、V>VLの時非動作状態になるアナログオア
回路、23はポンプダイオード駆動用のPNPトランジ
スタ、24はアナログオア回路の入力電圧発生部であ
る。
【0014】制御電圧発生部21は差動タイプの非反転
型オペアンプOPA3を備え、±入力端子には基準電圧
Vrefと光検出器(図3の符号6を参照)から出力され
る電圧Vcontが入力されている。制御電圧Vは光検出器
の出力信号Vcontが大きいほど大きくなり、Vcontが小
さいほど小さくなるようになっている。アナログオア回
路22はオペアンプOPA4とダイオードD3と抵抗で
構成され、制御電圧Vが入力電圧VL以下の時(V≦
L)ダイオードD3が順バイアスされて動作状態にな
り出力電圧をVL一定にし、V>VLの時ダイオードD3
が逆バイアスされて非動作状態になる。入力電圧発生部
24は可変抵抗VRとダイオードD4と抵抗R′を備
え、可変抵抗VRを調整することによりアナログオア回
路22に入力する電圧VLを調整することができる。
尚、ダイオードD4はPNPトランジスタ23のベース
・エミッタ間電圧VBEの温度補償用である。
【0015】動作説明 制御電圧VがVL以上の時(V>VLの時)、アナログオ
ア回路22は非動作状態になる。このため、制御電圧V
はPNPトランジスタ23のベースに印加され、トラン
ジスタの導通度を制御する。これにより、制御電圧Vに
基づいてポンプレーザダイオード4に流れる電流を制御
でき、励起光の強さを制御できる。一方、制御電圧Vが
L以下の時(V≦VLの時)、アナログオア回路22は
動作状態になる。このため、PNPトランジスタ23の
ベースに一定電圧VLが入力される。この時、次式 Vcc=VL+VR+VBE L=Vc−(Vc−VBE´)・VR/(VR+R′)−VBE′=VL″−VBE′ Imax=VR/R が成立する。
【0016】従って、 Imax=(Vcc−VL−VBE)/R =(Vcc−VL″+VBE′−VBE)/R となる。温度補償ダイオードD4による降下分VBE′は
トランジスタのVBEに等しいから、結局 Imax=(Vcc−VL″)/R=一定 となり、ポンプダイオード4に流れる最大電流が制限さ
れる。そして、この最大電流Imaxは温度変動や電源電
圧変動に依存しないようにできる。尚、以上では本発明
をポンプレーザの最大電流を制限する場合について説明
したが本発明はかかる場合に限るものではなく、一般に
最大電流が規定されている素子あるいは回路の最大電流
制限に適用できるものである。以上、本発明を実施例に
より説明したが、本発明は請求の範囲に記載した本発明
の主旨に従い種々の変形が可能であり、本発明はこれら
を排除するものではない。
【0017】
【発明の効果】以上本発明によれば、アナログアンド回
路の出力端子と制御電圧発生部の出力端子とをそれぞれ
負荷駆動用のNPNトランジスタのベースに接続し、通
常は制御電圧Vをベースに印加して負荷電流を制御し、
制御電圧Vが大きくなってアナログアンド回路の入力電
圧VL以上になると、アナログアンド回路が動作状態に
なってNPNトランジスタのベースに一定の電圧VL
印加するように構成したから、負荷例えばポンプレーザ
に流れる最大電流を一定電圧VLに応じた値に制限で
き、該電圧VLを温度変動、電圧変動によらないように
することにより、温度変動や電圧変動により最大電流I
maxが変動しないようにできる。
【0018】又、本発明によれば、アナログオア回路の
出力端子と制御電圧発生部の出力端子とをそれぞれ負荷
駆動用のPNPトランジスタのベースに接続し、通常は
制御電圧Vをベースに印加して負荷電流を制御し、制御
電圧Vが小さくなってアナログオア回路の入力電圧VL
以下になると、アナログオア回路が動作状態になってP
NPトランジスタのベースに一定の電圧VLを印加する
ように構成したから、負荷例えばポンプレーザに流れる
最大電流を一定電圧VLに応じた値に制限でき、該電圧
Lを温度変動、電圧変動によらないようにすることに
より、温度変動や電圧変動により最大電流Imaxが変動
しないようにできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】本発明の第1の実施例構成図である。
【図3】本発明の第2の実施例構成図である。
【図4】光増幅装置の構成図である。
【図5】従来のポンプレーザ駆動回路の構成図である。
【符号の説明】
4・・ポンプレーザ 11・・制御電圧発生部 12・・アナログアンド回路 13・・NPNトランジスタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 出力端子に印加される制御電圧Vが入力
    電圧VL以上の時に動作状態になって出力電圧をVL一定
    にし、V<VLの時に非動作状態になるアナログアンド
    回路(12)の出力端子と制御電圧発生部(11)の出力端子と
    をそれぞれ負荷駆動用トランジスタ(13)のベースに接続
    し、制御電圧Vがアナログアンド回路の入力電圧VL
    り大きい時、トランジスタのベースにVLを印加し、V
    <VLの時、制御電圧Vをトランジスタのベースに印加
    する最大電流制限回路。
  2. 【請求項2】 出力端子に印加される制御電圧Vが入力
    電圧VL以下の時に動作状態になって出力電圧をVL一定
    にし、V>VLの時に非動作状態になるアナログオア回
    路(22)の出力端子と制御電圧発生部(21)の出力端子とを
    それぞれ負荷駆動用トランジスタ(23)のベースに接続
    し、制御電圧Vがアナログオア回路の入力電圧VLより
    小さい時、トランジスタのベースにVLを印加し、V>
    Lの時、制御電圧Vをトランジスタのベースに印加す
    る最大電流制限回路。
JP26864092A 1992-10-07 1992-10-07 最大電流制限回路 Withdrawn JPH06120600A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005093455A (ja) * 2003-09-11 2005-04-07 Ricoh Co Ltd 集積回路及びマルチビーム・レーザプリンタ
CN110086083A (zh) * 2019-04-09 2019-08-02 苏州佳世达光电有限公司 投影机的功率控制电路

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