一种激光二极管微秒脉冲驱动电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种激光二极管微秒脉冲驱动电路。包括可调稳压电路单元、控制单元、倒相单元、驱动单元和输出单元；输出单元与驱动单元和输出反馈单元同时连接；驱动单元与输出单元、可调稳压电路单元，倒相单元同时连接；倒相单元与控制单元、驱动单元、可调稳压电路单元同时连接；输出反馈单元反馈信号到控制单元；控制单元接收触发脉冲；输出单元连接激光二极管。本实用新型专利技术通过控制单元的单片机接收输入脉冲后再输出脉冲，单片机输出脉冲波形边缘陡峭。输出脉冲处于开环控制，倒相单元和驱动单元采用高速器件，使输入到驱动单元的脉冲波形边缘陡峭。输出单元输出边缘陡峭的脉冲电流，使激光二极管输出激光脉冲。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种激光二极管微秒脉冲驱动电路。包括可调稳压电路单元、控制单元、倒相单元、驱动单元和输出单元；输出单元与驱动单元和输出反馈单元同时连接；驱动单元与输出单元、可调稳压电路单元，倒相单元同时连接；倒相单元与控制单元、驱动单元、可调稳压电路单元同时连接；输出反馈单元反馈信号到控制单元；控制单元接收触发脉冲；输出单元连接激光二极管。本技术通过控制单元的单片机接收输入脉冲后再输出脉冲，单片机输出脉冲波形边缘陡峭。输出脉冲处于开环控制，倒相单元和驱动单元采用高速器件，使输入到驱动单元的脉冲波形边缘陡峭。输出单元输出边缘陡峭的脉冲电流，使激光二极管输出激光脉冲。【专利说明】一种激光二极管微秒脉冲驱动电路
本技术属于电路控制领域，具体涉及一种激光二极管微秒脉冲驱动电路。
技术介绍
半导体激光二级管需要用恒流源作为驱动。当需要得到脉冲激光时，需要采用脉冲电源作为驱动。由于需要得到的激光脉冲宽度要求比较小，所以对驱动脉冲电流的波形要求较高，需要脉冲电流的上升沿和下降沿比较陡峭，脉冲顶部要平，尽可能的接近矩形波。目前的驱动电路中，当脉冲电流较小时，容易达到要求，当脉冲电流较大时，由于传统电路受到增益带宽积的限制，不容易得到接近矩形波的脉冲电流。 目前常用的驱动方式为运放驱动，如图1所示，驱动脉冲输入到运算放大器U5同相输入端，运算放大器U5通过电阻R12连接场效应管Q5栅极，场效应管Q5导通时，电源VDDl和电容C3放电同时输出电流，使激光二级管LDl发激光。场效应管Q5源极上串接输出电流取样电阻R13，电阻R13采集到的输出电流信息通过电阻Rll反馈到运算放大器U5反相输入端。引入负反馈后，电阻R13上的电压与输入脉冲电压相同，从而控制输出电流。 这种电路在驱动宽脉冲时，输出电流波形质量较高。当输入窄脉冲，特别是对微秒级脉冲时，信号中的高频分量较多，受到运算放大器U5增益带宽积参数影响，输出电流脉冲上升和下降时间相对变长，电流脉冲波形上升沿和下降沿不够陡峭，甚至有可能变成尖脉冲，使得激光二级管LDl输出光脉冲不能达到要求，甚至激光二级管LDl无法正常工作。 由于场效应管Q5极间会存在一定的极间电容，场效应管Q5额定电流越大，这种极间电容越大。由于极间电容存在，场效应管Q5被驱动时，栅极瞬间需要较大的驱动电流，驱动脉冲越窄，要求的上升和下降时间越快，需要的的驱动电流越大。而运算放大器U5输出电流有限，可能达不到这个驱动电流要求。选择大电流器件作为驱动级，电流能达到场效应管Q5驱动需求，但大电流器件驱动速度本身受限，不能输出高质量的窄脉冲。 运算放大器U5采用深度负反馈，反馈信号会产生相位偏移，在一定条件下会产生自激振荡。为了消除自激振荡，需要在运算放大器U5的反相输入端和输出端连接移相小电容，以破坏自激振荡条件。引入的移相小电容会引起转换速率的下降，不能输出高质量的窄脉冲。
技术实现思路
本技术针对上述不足之处而提供一种激光二极管微秒脉冲驱动电路。 本技术是这要实现的，一种激光二极管微秒脉冲驱动电路，驱动电路含可调稳压电路单元、输出单元、驱动单元、输出反馈单元、倒相单元和控制单元，控制单元设置触发脉冲输入端Pin，控制单元输出端与可调稳压电路单元信号输入端连接；可调稳压电路单元输出端同时与倒相单元电源输入端和驱动单元电源输入端连接；控制单元输出端与倒相单元信号输入端连接，倒相单元输出端与驱动单元信号输入端连接，驱动单元输出端与输出单元信号输入端连接，输出单元设置输出正极点A和输出负极点B与激光二极管连接；输出反馈单元输入端与输出单元连接，输出反馈单元输出端与控制单元连接。 可调稳压电路单元包括数模转换器U2，数模转换器U2的输入端与控制单元中单片机Ul相连接，数模转换器U2输出端与运算放大器U3同相输入端连接，运算放大器U3输出端与三端可调稳压器U4的调整端ADJ连接，调整端ADJ通过电阻R3与输出端Vout连接，运算放大器U3反相输入端通过电阻Rl接地，运算放大器U3反相输入端通过电阻R2与三端可调稳压器U4的输出端Vout连接，三端稳压器U4的输出端Vout与滤波电容Cl正极连接，滤波电容Cl负极接地，三端稳压器U4的输出端Vout同时与倒相单元(5)和驱动单元 (3)连接。 倒相单元中双极型NPN三极管Ql的基极通过电阻R5与控制单元中单片机Ul连接，双极型NPN三极管Ql的发射极接地，双极型NPN三极管Ql的集电极与驱动单元连接，双极型NPN三极管Ql的集电极通过阻R4与三端可调稳压器U4的输出端Vout连接。 驱动单元中，P沟道增强型场效应管Q2的源极与三端可调稳压器U4的输出端Vout连接，P沟道增强型场效应管Q2的漏极与N沟道增强型场效应管Q3的漏极相连接后与输出单元连接，N沟道增强型场效应管Q3的源极接地，P沟道增强型场效应管Q2的栅极和N沟道增强型场效应管Q3的栅极同时与双极型NPN三极管Ql的集电极相连接。 输出单元中，主电源正极VDD与储能电容C2正极连接，储能电容C2负极接地，主电源正极VDD上设置输出正极点A ；N沟道增强型场效应管Q4栅极通过电阻R6与N沟道增强型场效应管Q3漏极和P沟道增强型场效应管Q2的漏极同时连接；N沟道增强型场效应管Q4源极与输出反馈单元(4)连接，N沟道增强型场效应管Q4漏极上设置输出负极点B。 输出反馈单元中，电阻R8 —端接地，另一端与N沟道增强型场效应管Q4的源极和电阻R7同时连接，电阻R7另一端与控制单元连接。 优选地，滤波电容Cl为电解电容，储能电容C2为电解电容。 优选地，控制单元为51单片机。 优选地，数模转换器U2是MCP4921芯片，三端可调稳压器U4是LM317芯片。 本技术的激光二极管微秒脉冲驱动电路的驱动方法，包括以下步骤: 控制单元通过触发脉冲输入端Pin接收外部触发脉冲信号； 控制单元向倒相单元输出与触发脉冲输入端Pin同步的脉冲信号； 控制单元接收反馈单元所反馈的激光二极管工作电流信号； 控制单元向可调稳压电路单元输出电压调整信号； 可调稳压电路单元向倒相单元和驱动单元输出可调整后的稳压电压； 倒相单元接收控制单元输出的脉冲信号，倒相后输出到驱动单元； 驱动单元接收倒相单元输出的脉冲信号，倒相并放大后驱动输出单元； 输出单元接收驱动单元输出的脉冲信号，输出脉冲电流驱动激光二极管。 本技术的有益效果:本技术通过控制单元接收外部输入脉冲后再输出脉冲，可以方便输出或切断脉冲输出。同时控制单元采用单片机，单片机输出脉冲波形边缘陡峭。控制单元输出脉冲经过倒相单元倒相后，再输入驱动单元，驱动单元再倒相后控制输出单元。这部分脉冲是处于开环控制，倒相单元和驱动单元采用高速器件，使输入到驱动单元的脉冲波形边缘陡峭。输出单元接收到边缘陡峭的脉冲后，输出边缘陡峭的脉冲电流，使激光二极管输出激光脉冲。通过输出反馈单元检测输出单元所输出的脉冲电流，再反馈给控制单元，使控制单元方便检测出输出电流值。输出单元所输出的电流大小值由驱动单元所输出的脉冲电压幅值确定，通过控制单元控制可调稳压电路单元的输出电压值，可以调整驱动单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光二极管微秒脉冲驱动电路，其特征是：驱动电路含可调稳压电路单元(1)、输出单元(2)、驱动单元(3)、输出反馈单元(4)、倒相单元(5)和控制单元(6)，控制单元(6)设置触发脉冲输入端Pin,控制单元(6)输出端与可调稳压电路单元(1)信号输入端连接；可调稳压电路单元(1)输出端同时与倒相单元(5)电源输入端和驱动单元(3)电源输入端连接；控制单元(6)输出端与倒相单元(5)信号输入端连接，倒相单元(5)输出端与驱动单元(3)信号输入端连接，驱动单元(3)输出端与输出单元(2)信号输入端连接，输出单元(2)设置输出正极点A和输出负极点B与激光二极管连接；输出反馈单元(4)输入端与输出单元(2)连接，输出反馈单元(4)输出端与控制单元(6)连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张衡刚，
申请(专利权)人：绵阳科创园区精机电子有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51