一种高精度宽动态范围的半导体激光器驱动电路制造技术

技术编号:14951608 阅读:207 留言:0更新日期:2017-04-02 04:05
本实用新型专利技术公开了一种高精度宽动态范围的半导体激光器驱动电路,包括:半导体激光器、至少两路并联连接的恒流源、多路数模转换器,多路模数转换器以及微控制器;所述至少两路并联连接的恒流源共同驱动所述半导体激光器的工作;微控制器通过设置多路模数转换器的输出,控制对应恒流源输出的驱动电流;每一路恒流源中的电流采样电路将驱动电流值经过多路模数转换器传送到微控制器中;微控制器根据需要调整各路恒流源的驱动电流大小或控制各路恒流源打开或关闭,从而调整所述至少两路并联连接的恒流源的输出驱动电流。本实用新型专利技术的提供了一种半导体激光器的驱动电路,其输出的驱动电流的范围较宽,精度也比较高。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种半导体激光器的驱动电路。
技术介绍
半导体激光器大量应用于光通信领域,作为EDFA,RAMAN等光放大模块的泵浦光源使用。半导体激光器是电流敏感器件,微小的电流变化将导致输出光功率的极大变化,影响整个光放大模块的性能。这个变化在小电流下影响更加明显。所以能够高精度的控制半导体激光器驱动电流,特别是在小电流下的控制精度,显得尤为重要。现有的半导体激光器驱动电路主要都是通过单个恒流源电路进行驱动,其直流通路包括电源、激光器、三极管或MOS管、采样电阻等器件串联而成。由于受运算放大器的失调电压与采样电阻的限制,驱动电路的电流动态范围和电流精度成了一对相互制约的因素,虽然提高模数转换器(DAC)的位数能在一定程度上提高电流精度,但是位数达一定位数以后,电路误差和噪声很容易将其淹没。由于半导体激光器种类较多,驱动电流从几毫安到几十安培的都有,现有的激光器驱动电路主要是针对某一种或者几种型号的激光器进行控制,覆盖范围很小。小电流的恒流源无法驱动大电流的激光器,大电流的恒流源在小电流区域存在较大的控制盲区。例如单路最大驱动电流(Imax)为10A的恒流源,电源电压(VCC)是3.3V,半导体激光器的前向电压(Vld)是2.2V,MOS管的导通压降(Vmos)是0.02V。根据计算,采样电阻的最大值Rmax=(VCC-Vld-Vmos)/Imax=0.108Ω。如果模数转换器(DAC)的零偏电压和运算放大器失调电压总和是5mV,那么这路恒流源的失调(offset)电流Ioff=5mV/0.108Ω=46.3mA,低于46.3mA的电流区域为控制盲区。
技术实现思路
本技术的所要解决的主要技术问题是提供一种半导体激光器的驱动电路,其输出的驱动电流的范围较宽,精度也比较高。为了解决上述的技术问题,本技术提供了一种高精度宽动态范围的半导体激光器驱动电路,包括:半导体激光器、至少两路并联连接的恒流源、多路数模转换器,多路模数转换器以及微控制器;所述至少两路并联连接的恒流源共同驱动所述半导体激光器的工作;微控制器通过设置多路模数转换器的输出,控制对应恒流源输出的驱动电流;每一路恒流源中的电流采样电路将驱动电流值经过多路模数转换器传送到微控制器中;微控制器根据需要调整各路恒流源的驱动电流大小或控制各路恒流源打开或关闭,从而调整所述至少两路并联连接的恒流源的输出驱动电流。在一较佳实施例中:每一路恒流源包括一运算放大器,其正极输入端与多路数模转换器中的一路输出端连接,输出端通过一开关连接至开关管的栅极;所述开关管的源极通过所述电流采样电路连接至所述运算放大器的负极输入端;所述电流采样电路的输出端与所述多路模数转换器中的一路输入端连接。在一较佳实施例中:所述至少两路并联连接的恒流源中,其每一个开关管的漏极相互连接并连接至所述半导体激光器的输入端。在一较佳实施例中:所述开关通过所述微控制器控制。在一较佳实施例中:所述每一路恒流源中的电流采样电路,其采样电阻阻值不相等,使每一路恒流源输出的驱动电流的精度不相同。在一较佳实施例中:所述每一路恒流源所输出的最大驱动电流不相同。相较于现有技术,本技术具备以下有益效果:本技术采用两路或多路恒流源并联方式驱动同一个半导体激光器。根据并联电路的性质,半导体激光器的驱动电流等于各路驱动电流的叠加。每一路恒流源电路都是独立控制的,都有独立的控制电压、采样电流、采样电阻、控制开关。根据需求的不同可以增加或减少并联恒流源的数量,打开或者关闭某一路恒流源,不影响其他路的工作状态。不同的采样电阻对应着不同的电流范围和精度,通过设置单路恒流源的采样电阻值,可以扩展整个驱动电路的电流范围和精度。如第一路驱动设置大的采样电阻,负责驱动小电流的驱动,第二路设置中的采样电阻,负责中电流的驱动,第三路设置小的采样电阻,负责驱动大电流段的驱动;通过多路恒流源的叠加,既可以增加驱动电流的范围和精度,也可以降低恒流源的控制盲区。附图说明图1为本技术优选实施例的整体电路图;图2为本技术优选实施例中恒流源部分的电路图。具体实施方式下文通过附图和具体实施例对本技术做进一步说明。参考图1,一种高精度宽动态范围的半导体激光器驱动电路,包括:半导体激光器、三路并联连接的恒流源、多路数模转换器,多路模数转换器以及微控制器;所述三路并联连接的恒流源共同驱动所述半导体激光器的工作;微控制器通过设置多路模数转换器的输出,控制对应恒流源输出的驱动电流;每一路恒流源中的电流采样电路将驱动电流值经过多路模数转换器传送到微控制器中;微控制器根据需要调整各路恒流源的驱动电流大小和开关状态。进一步参考图2,每一路恒流源包括一运算放大器,其正极输入端与多路数模转换器中的一路输出端连接,输出端通过一开关连接至开关管的栅极;所述开关通过所述微控制器控制。所述开关管的源极通过所述电流采样电路连接至所述运算放大器的负极输入端;所述电流采样电路的输出端与所述多路模数转换器中的一路输入端连接。所述开关管的漏极与其他路恒流源中的开关管的漏极相互连接并连接至所述半导体激光器的输入端。本实施例中,第一路恒流源的最大驱动电流为100mA,第一路恒流源的最大驱动电流为1000mA,第一路恒流源的最大驱动电流为10A。对应的电流采样电路中的采样电阻设置为:第一路恒流源电流采样电路中的采样电阻为10Ω,第二路恒流源电流采样电路中的采样电阻为1Ω,第三路恒流源电流采样电路中的采样电阻为0.1Ω。由于采样的是12位的数模转换器DAC和12位的模数转换器ADC。那么第一路恒流源输出的驱动电流的最高精度是0.024mA,第二路恒流源输出的驱动电流的最高精度是0.24mA,第三路恒流源输出的驱动电流的最高精度是2.4mA。如果模数转换器DAC的零偏电压和运算放大器失调电压总和是5mV,第一路恒流源的失调电流Ioff1=5mV/10Ω=0.5mA,第二路恒流源的失调电流Ioff2=5mA,第三路恒流源的失调电流Ioff3=50mA;整个电路的失调电流是0.5mA。当驱动电流小于100mA时,开启第一路驱动,关闭第二路和第三路驱动。驱动电流在100mA至1000mA时,开启第二路恒流源,关闭第三路恒流源,第一路恒流源可以根据需要可以开启也可以关闭。当驱动电流在1000mA至10A时,开启第三路恒流源,第一路恒流源和第二路恒本文档来自技高网
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一种高精度宽动态范围的半导体激光器驱动电路

【技术保护点】
一种高精度宽动态范围的半导体激光器驱动电路,其特征在于包括:半导体激光器、至少两路并联连接的恒流源、多路数模转换器,多路模数转换器以及微控制器;所述至少两路并联连接的恒流源共同驱动所述半导体激光器的工作;微控制器通过设置多路模数转换器的输出,控制对应恒流源输出的驱动电流;每一路恒流源中的电流采样电路将驱动电流值经过多路模数转换器传送到微控制器中;微控制器根据需要调整各路恒流源的驱动电流大小或控制各路恒流源打开或关闭,从而调整所述至少两路并联连接的恒流源的输出驱动电流。

【技术特征摘要】
1.一种高精度宽动态范围的半导体激光器驱动电路,其特征在于包括:半
导体激光器、至少两路并联连接的恒流源、多路数模转换器,多路模数转换器
以及微控制器;所述至少两路并联连接的恒流源共同驱动所述半导体激光器的
工作;
微控制器通过设置多路模数转换器的输出,控制对应恒流源输出的驱动电
流;每一路恒流源中的电流采样电路将驱动电流值经过多路模数转换器传送到
微控制器中;微控制器根据需要调整各路恒流源的驱动电流大小或控制各路恒
流源打开或关闭,从而调整所述至少两路并联连接的恒流源的输出驱动电流。
2.根据权利要求1所述的一种高精度宽动态范围的半导体激光器驱动电路,
其特征在于:每一路恒流源包括一运算放大器,其正极输入端与多路数模转换
器中的一路输出端连接,输出端通过一开关连接至开关管的栅极;所述开关管
的源极通过所述电流...

【专利技术属性】
技术研发人员:夏新华
申请(专利权)人:厦门彼格科技有限公司
类型:新型
国别省市:福建;35

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