一種低功耗的大電流高頻ld脈衝驅動電路的製作方法
2024-03-06 00:24:15
一種低功耗的大電流高頻ld脈衝驅動電路的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種低功耗的大電流高頻LD脈衝驅動電路，其包括開關電源、變壓器、防反二極體、三極體、充電電容、耦合電容、第一電阻、第二電阻、雷射二極體、觸發器；開關電源接於變壓器的原邊輸入，變壓器的副邊輸出接於防反二極體的陽極，防反二極體的陰極接於三極體的集電極；充電電容一端接於三極體的集電極，另一端接於雷射二極體的陰極，雷射二極體的陽極接地；耦合電容一端接觸發器，另一端與第一電阻的一端相接；第一電阻的另一端分別與第二電阻的一端、三極體的基極相接；第二電阻的另一端接地，三極體的發射極接地。採用本發明提出的低功耗的大電流高頻LD脈衝驅動電路，可以降低功耗，同時提高雷射二極體發出的脈衝的重複頻率。
【專利說明】一種低功耗的大電流高頻[0脈衝驅動電路
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體電路領域，具體涉及一種低功耗的大電流高頻03(「見!？ 01002雷射二極體)脈衝驅動電路。
【背景技術】
[0002]現有技術中的03脈衝驅動電路如圖1所示，其主要包括三極體811、充電電容〇11、雷射二極體⑶、耦合電容012以及電阻町1、電阻町2、電阻813等。當觸發信號181(?現沒有到來之前，三極體811截止，2007高壓通過電阻811對充電電容011充電，直到充電電容011達到2007，整個電路達到穩態；當觸發信號181(?現到來時，三極體導通，充電電容011上剛剛充的電通過三極體811放電，產生脈衝大電流，從而驅動雷射二極體03發出大功率脈衝光，脈衝寬度一般在10118?20118左右。
[0003]這是典型的線性驅動電路。三極體811導通的時候，除了充電電容1放電的脈衝電流通過三極體811之外，還有2007高壓電源會加載到三極體811和串聯的電阻町1上，這部分電流是持續的電流。為了保護三極體811不被燒毀，工程上電阻町1的值一般取得很大?。但是，由於是串聯，那麼絕大部分的電壓也會加在到電阻811上，這就導致了電阻町1的功耗特別大，從而不能把雷射二極體⑶的脈衝光的重複頻率提高，也使得這種結構的脈衝驅動電路非常受局限。
[0004]概括而言，這種線性驅動的主要缺陷就在於，三極體811導通的時候高壓會直接加在通路上，從而導致功耗過大。
【發明內容】
[0005]針對現有技術中功耗過大的問題，本發明提出了一種低功耗的大電流高頻10脈衝驅動電路。
[0006]本發明提出的一種低功耗的大電流高頻10脈衝驅動電路，其包括開關電源、變壓器、防反二極體、三極體、充電電容、親合電容、第一電阻、第二電阻、雷射二極體、觸發器；
[0007]所述開關電源接於所述變壓器的原邊輸入，所述變壓器的副邊輸出接於所述防反二極體的陽極，所述防反二極體的陰極接於所述三極體的集電極；
[0008]所述充電電容一端接於所述三極體的集電極，另一端接於所述雷射二極體的陰極，所述雷射二極體的陽極接地；
[0009]所述耦合電容一端接觸發器，另一端與所述第一電阻的一端相接；所述第一電阻的另一端分別與所述第二電阻的一端、所述三極體的基極相接；所述第二電阻的另一端接地，所述三極體的發射極接地。
[0010]可選的，所述開關電源包括脈寬調製器、開關驅動器、場效應管和電壓源；
[0011]所述脈寬調製器和所述開關驅動器電連接後接於所述場效應管的柵極，所述場效應管漏極接於所述電壓源的負極，所述電壓源的正極接於所述變壓器的原邊輸入正端，所述場效應管漏極接於所述變壓器的原邊輸入負端。
[0012]可選的，所述開關電源包括脈寬調製器、開關驅動器、三極體和電壓源；
[0013]所述脈寬調製器和所述開關驅動器電連接後接於所述三極體的基極，所述三極體的集電極接於所述電壓源的負極，所述電壓源的正極接於所述變壓器的原邊輸入正端，所述三極體的發射極接於所述變壓器的原邊輸入負端。
[0014]可選的，所述觸發器包括觸發單元和三極體驅動器，二者電連接。
[0015]可選的，所述電壓源為研電壓源。
[0016]此外，本發明還提出另一種低功耗的大電流高頻10脈衝驅動電路，其包括開關電源、變壓器、防反二極體、場效應管、充電電容、耦合電容、第一電阻、第二電阻、雷射二極體、觸發器；
[0017]所述開關電源接於所述變壓器的原邊輸入，所述變壓器的副邊輸出接於所述防反二極體的陽極，所述防反二極體的陰極接於所述場效應管的漏極；
[0018]所述充電電容一端接於所述場效應管的漏極，另一端接於所述雷射二極體的陰極，所述雷射二極體的陽極接地；
[0019]所述耦合電容一端接觸發器，另一端與所述第一電阻的一端相接；所述第一電阻的另一端分別與所述第二電阻的一端、所述場效應管的柵極相接；所述第二電阻的另一端接地，所述場效應管的源極接地。
[0020]可選的，所述開關電源包括脈寬調製器、開關驅動器、場效應管和電壓源；
[0021]所述脈寬調製器和所述開關驅動器電連接後接於所述場效應管的柵極，所述場效應管漏極接於所述電壓源的負極，所述電壓源的正極接於所述變壓器的原邊輸入正端，所述場效應管漏極接於所述變壓器的原邊輸入負端。
[0022]可選的，所述開關電源包括脈寬調製器、開關驅動器、三極體和電壓源；
[0023]所述脈寬調製器和所述開關驅動器電連接後接於所述三極體的基極，所述三極體的集電極接於所述電壓源的負極，所述電壓源的正極接於所述變壓器的原邊輸入正端，所述三極體的發射極接於所述變壓器的原邊輸入負端。
[0024]可選的，所述觸發器包括觸發單元和場效應管驅動器，二者電連接。
[0025]可選的，所述電壓源為研電壓源。
[0026]有益效果:本發明提出的一種低功耗的大電流高頻03脈衝驅動電路，其開關電源用於為變壓器提供輸入電壓以轉化為變壓器的輸出電壓，並控制電壓器輸出電壓的頻率，變壓器用於將開關電源輸入的低壓轉化成所需的高壓輸出；防反二極體用於當變壓器輸出電壓下降時，保持充電電容的電壓；當變壓器輸出電壓為0時，可以由觸發器觸發三極體導通，使充電電容放電，這時由於變壓器輸出電壓為0且防反二極體具有防反作用，只有充電電容的電量通過三極體，相比現有技術的線性驅動電路，沒有高壓直接加載在三極體通路上，大大降低了功耗。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]圖1為現有技術中03脈衝驅動電路的原理示意圖。
[0028]圖2為本發明提出的一種低功耗的大電流高頻10脈衝驅動電路實施例第一方案的原理示意圖。
【具體實施方式】
[0029]為了便於本領域技術人員理解，下面將結合附圖以及實施例對本發明進行進一步描述。
[0030]本發明提出了一種低功耗的大電流高頻10脈衝驅動電路實施例至少可以涉及兩種不同的方案，以下根據不同方案分別進行描述。
[0031]第一方案提出的一種低功耗的大電流高頻03脈衝驅動電路如下。
[0032]請參閱圖2，第一方案提出的一種低功耗的大電流高頻10脈衝驅動電路，其包括開關電源、變壓器I1、防反二極體01 (這裡僅是根據其作用來命名，實際上01可採用普通二極體即可〉、三極體81、充電電容01、耦合電容02、第一電阻81、第二電阻82、雷射二極體⑶、觸發器；
[0033]所述開關電源接於所述變壓器II的原邊輸入，所述變壓器II的副邊輸出接於所述防反二極體01的陽極，所述防反二極體01的陰極接於所述三極體81的集電極；
[0034]所述充電電容—端接於所述三極體81的集電極，另一端接於所述雷射二極體10的陰極，所述雷射二極體⑶的陽極接地；
[0035]所述耦合電容02—端接觸發器，另一端與所述第一電阻町的一端相接；所述第一電阻町的另一端分別與所述第二電阻以的一端、所述三極體81的基極相接；所述第二電阻尺2的另一端接地，所述三極體81的發射極接地。
[0036]第一方案提出的一種低功耗的大電流高頻03脈衝驅動電路，其開關電源用於為變壓器II提供輸入電壓以轉化為變壓器II的輸出電壓，並控制電壓器II輸出電壓的頻率，變壓器II用於將開關電源輸入的低壓轉化成所需的高壓輸出；防反二極體01用於當變壓器II輸出電壓下降時，保持充電電容的電壓；當變壓器II輸出電壓為0時，可以由觸發器觸發三極體81導通，使充電電容放電，這時由於變壓器II輸出電壓為0且防反二極體01具有防反作用，只有充電電容的電量通過三極體，相比現有技術的線性驅動電路，沒有高壓直接加載在三極體81的通路上，大大降低了功耗。
[0037]此外，由於第一方案中減少了功耗，同時減少了熱量的釋放，使得雷射二極體10兩次脈衝之間的間隔縮短，因而可以大大提高脈衝的重複頻率。
[0038]為了更好地實現第一方案的技術效果，本實施例中還對第一方案中的開關電源的具體電路結構進行了限定，具體可以有兩種電路結構，即利用場效應管來實現開關功能和利用三極體來實現開關功能(為方便引述，圖2中以開關1(1來指代包括場效應管和三極體在內的任一種能實現開關作用的元件)。
[0039]請繼續參閱圖2，電路結構一:所述開關電源包括脈寬調製器？麗、開關驅動器(在這裡具體可以是場效應管驅動器，即081%?、場效應管(這時，圖2中用開關1(1可視作一個場效應管)和電壓源51 ；
[0040]所述脈寬調製器？麗和所述開關驅動器電連接後接於所述場效應管的柵極，所述場效應管漏極接於所述電壓源31的負極，所述電壓源31的正極接於所述變壓器II的原邊輸入正端，所述場效應管漏極接於所述變壓器II的原邊輸入負端。
[0041]同樣參閱圖2，電路結構二:所述開關電源包括脈寬調製器？麗、開關驅動器(在這裡具體可以是三極體驅動器)、三極體(這時，圖2中的開關1(1可以視作一個三極體)和電壓源31 ；
[0042]所述脈寬調製器？麗和所述開關驅動器電連接後接於所述三極體的基極，所述三極體的集電極接於所述電壓源31的負極，所述電壓源31的正極接於所述變壓器II的原邊輸入正端，所述三極體的發射極接於所述變壓器II的原邊輸入負端。
[0043]為了更好地實現第一方案的技術效果，本實施例中還對第一方案中的觸發器的具體電路結構進行了限定，請參閱圖2，所述觸發器包括觸發單元181(?現和三極體驅動器，二者電連接。觸發單元狀1⑶現主要用於提供觸發信號，三極體驅動器主要用於驅動所述三極體81導通。此外，第一方案中，所述電壓源51可以是為訊電壓源，輸出的訊電壓根據變壓器II的原副邊變比進行轉換，可以實現電路中所需要的高壓。
[0044]第二方案提出的一種低功耗的大電流高頻03脈衝驅動電路與第一種方案屬於同一發明構思，所不同之處，僅在於第一方案是基於三極體81實現的，第二方案中將三極體81換成了場效應管，以下進行具體描述(第二方案也可參閱圖2，僅將其中的三極體81看成場效應管即可
[0045]第二方案提出的一種低功耗的大電流高頻03脈衝驅動電路，其包括開關電源、變壓器、防反二極體、場效應管、充電電容、耦合電容、第一電阻、第二電阻、雷射二極體、觸發器；
[0046]所述開關電源接於所述變壓器的原邊輸入，所述變壓器的副邊輸出接於所述防反二極體的陽極，所述防反二極體的陰極接於所述場效應管的漏極；
[0047]所述充電電容一端接於所述場效應管的漏極，另一端接於所述雷射二極體的陰極，所述雷射二極體的陽極接地；
[0048]所述耦合電容一端接觸發器，另一端與所述第一電阻的一端相接；所述第一電阻的另一端分別與所述第二電阻的一端、所述場效應管的柵極相接；所述第二電阻的另一端接地，所述場效應管的源極接地。
[0049]第二方案跟第一方案類似，因而第二方案同樣可以降低功耗，同時提高雷射二極體發出的脈衝的重複頻率。
[0050]為了更好地實現第二方案的技術效果，本實施例中同樣對第二方案中的開關電源的具體電路結構進行了限定，具體同樣可以有兩種電路結構，即利用場效應管來實現開關功能和利用三極體來實現開關功能。
[0051]電路結構一:所述開關電源包括脈寬調製器、開關驅動器、場效應管和電壓源；
[0052]所述脈寬調製器和所述開關驅動器電連接後接於所述場效應管的柵極，所述場效應管漏極接於所述電壓源的負極，所述電壓源的正極接於所述變壓器的原邊輸入正端，所述場效應管漏極接於所述變壓器的原邊輸入負端。
[0053]電路結構二:所述開關電源包括脈寬調製器、開關驅動器、三極體和電壓源；
[0054]所述脈寬調製器和所述開關驅動器電連接後接於所述三極體的基極，所述三極體的集電極接於所述電壓源的負極，所述電壓源的正極接於所述變壓器的原邊輸入正端，所述三極體的發射極接於所述變壓器的原邊輸入負端。
[0055]為了更好地實現第二方案的技術效果，本實施例中還對第二方案中的觸發器的具體電路結構進行了限定，所述觸發器包括觸發單元和場效應管驅動器，二者電連接。場效應管驅動器主要用於驅動所述場效應管導通。此外，第二方案中，所述電壓源可以是為5乂電壓源，輸出的訊電壓根據變壓器的原副邊變比進行轉換，可以實現電路中所需要的高壓。
[0056]本實施例中提供的兩種方案均能降低功耗，同時提高雷射二極體發出的脈衝的重複頻率，只要各個元件選擇適當，可以輸出500紐2重複頻率的脈衝，脈衝寬度15118，脈衝峰值電流30八。而實現更高的重複頻率，能夠使本實施例更適於應用在快速雷射測距掃描中。
[0057]以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。
【權利要求】
1.一種低功耗的大電流高頻LD脈衝驅動電路，其特徵在於，包括開關電源、變壓器、防反二極體、三極體、充電電容、耦合電容、第一電阻、第二電阻、雷射二極體、觸發器； 所述開關電源接於所述變壓器的原邊輸入，所述變壓器的副邊輸出接於所述防反二極體的陽極，所述防反二極體的陰極接於所述三極體的集電極； 所述充電電容一端接於所述三極體的集電極，另一端接於所述雷射二極體的陰極，所述雷射二極體的陽極接地； 所述耦合電容一端接觸發器，另一端與所述第一電阻的一端相接；所述第一電阻的另一端分別與所述第二電阻的一端、所述三極體的基極相接；所述第二電阻的另一端接地，所述三極體的發射極接地。
2.根據權利要求1所述的低功耗的大電流高頻LD脈衝驅動電路，其特徵在於，所述開關電源包括脈寬調製器、開關驅動器、場效應管和電壓源； 所述脈寬調製器和所述開關驅動器電連接後接於所述場效應管的柵極，所述場效應管漏極接於所述電壓源的負極，所述電壓源的正極接於所述變壓器的原邊輸入正端，所述場效應管漏極接於所述變壓器的原邊輸入負端。
3.根據權利要求1所述的低功耗的大電流高頻LD脈衝驅動電路，其特徵在於，所述開關電源包括脈寬調製器、開關驅動器、三極體和電壓源； 所述脈寬調製器和所述開關驅動器電連接後接於所述三極體的基極，所述三極體的集電極接於所述電壓源的負極，所述電壓源的正極接於所述變壓器的原邊輸入正端，所述三極體的發射極接於所述變壓器的原邊輸入負端。
4.根據權利要求2或3所述的低功耗的大電流高頻LD脈衝驅動電路，其特徵在於，所述觸發器包括觸發單元和三極體驅動器，二者電連接。
5.根據權利要求2或3所述的低功耗的大電流高頻LD脈衝驅動電路，其特徵在於，所述電壓源為5V電壓源。
6.一種低功耗的大電流高頻LD脈衝驅動電路，其特徵在於，包括開關電源、變壓器、防反二極體、場效應管、充電電容、親合電容、第一電阻、第二電阻、雷射二極體、觸發器； 所述開關電源接於所述變壓器的原邊輸入，所述變壓器的副邊輸出接於所述防反二極體的陽極，所述防反二極體的陰極接於所述場效應管的漏極； 所述充電電容一端接於所述場效應管的漏極，另一端接於所述雷射二極體的陰極，所述雷射二極體的陽極接地； 所述耦合電容一端接觸發器，另一端與所述第一電阻的一端相接；所述第一電阻的另一端分別與所述第二電阻的一端、所述場效應管的柵極相接；所述第二電阻的另一端接地，所述場效應管的源極接地。
7.根據權利要求6所述的低功耗的大電流高頻LD脈衝驅動電路，其特徵在於，所述開關電源包括脈寬調製器、開關驅動器、場效應管和電壓源； 所述脈寬調製器和所述開關驅動器電連接後接於所述場效應管的柵極，所述場效應管漏極接於所述電壓源的負極，所述電壓源的正極接於所述變壓器的原邊輸入正端，所述場效應管漏極接於所述變壓器的原邊輸入負端。
8.根據權利要求6所述的低功耗的大電流高頻LD脈衝驅動電路，其特徵在於，所述開關電源包括脈寬調製器、開關驅動器、三極體和電壓源； 所述脈寬調製器和所述開關驅動器電連接後接於所述三極體的基極，所述三極體的集電極接於所述電壓源的負極，所述電壓源的正極接於所述變壓器的原邊輸入正端，所述三極體的發射極接於所述變壓器的原邊輸入負端。
9.根據權利要求7或8所述的低功耗的大電流高頻LD脈衝驅動電路，其特徵在於，所述觸發器包括觸發單元和場效應管驅動器，二者電連接。
10.根據權利要求7或8所述的低功耗的大電流高頻LD脈衝驅動電路，其特徵在於，所述電壓源為5V電壓源。
【文檔編號】H01S5/042GK104466667SQ201410728336
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月3日 優先權日:2014年12月3日
【發明者】張石, 魯佶 申請人:張石