一种激光二极管驱动电路制造技术

本实用新型专利技术适用于激光雷达等高速激光扫描或测量系统，提供了一种激光二极管驱动电路，包括：与第一开关(K1)相连接的第一储能元件(A)、与第二开关(K2)相连接的激光二极管(D1)、第二储能元件(B)；充电脉冲控制第一开关(K1)导通，使直流电源对第一储能元件(A)充电；充电脉冲控制第一开关(K1)断开，使第一储能元件(A)将能量转移至第二储能元件(B)上；点火脉冲控制第二开关(K2)导通，使第二储能元件(B)经过激光二极管(D1)放电。本实用新型专利技术实现了对半导体脉冲激光二极管进行高频率、窄脉宽、单脉冲峰值功率简易可调的点火驱动。

Laser diode driving circuit

The utility model is suitable for high speed laser radar or laser scanning measurement system provides a laser diode drive circuit includes: first switch (K1) connected to the first storage element (A), and the second switch (K2) connected to the laser diode (D1), second energy storage devices (B the first switch control pulse charging); (K1) conduction to DC power supply to the first storage element (A) charging; charging pulse to control the first switch (K1) is disconnected, the first storage element (A) will be transferred to the second energy storage element (B); ignition pulse control switch second (K2) conduction, the second energy storage element (B) after laser diode (D1) discharge. The utility model realizes the high frequency, narrow pulse width and single pulse peak power of the semiconductor pulse laser diode.

【技术实现步骤摘要】

本技术属于半导体领域，尤其涉及一种激光二极管驱动电路。
技术介绍
基于脉冲TOF原理的激光雷达等高速激光扫描/测量系统多采用半导体脉冲激光二极管作为脉冲激光源，且要求发射的脉冲激光重复频率高、脉冲宽度窄，以及单脉冲峰值功率简易可调，以便获得更高的空间分辨率、更高的测量精度与同等条件下更低的激光功率损耗，以及提高对复杂多样的环境目标的灵活适应性。现有技术中，如在激光测距机中的半导体脉冲激光二极管驱动电路，并未考虑针对单个脉冲相应调整充/放电电容元件的充电电压，以达到灵活调整单个激光脉冲峰值功率的目的，而在一些应用领域如汽车自动驾驶、机器人定位等需要应对较为复杂多变的环境条件的激光雷达中是需要及时调整发射激光脉冲峰值功率的。另外，现有技术中，需要为驱动电路提供较高的电压，从而需要额外增加高压发生电路(通常为DC/DC转换电路)，如图1a)所示；图1b)为省去了高压发生电路的另一种电路结构，但仍需要系统提供发射高压。图1a)中，DC/DC转换电路为驱动电路提供合适的高压，储能元件通常为电容元件，且容值较大，以维持在需要较高重复频率激光脉冲的条件下高压的稳定性。这同时也带来一个问题，就是该DC/DC转换电路与较大容值的储能电容这一结构，使得该较高电压的值难以在较短时间内进行及时调整，在需要较高重复频率激光脉冲，且需要对单个或少数几个脉冲激光峰值功率进行及时调整的情况下，以上难以对储能元件电压值进行快速调整，从而快速调整脉冲激光峰值功率的问题就变得尤为明显。如图1c)的所示，为现有技术下的一较为具体的实施例，采用雪崩晶体管的开关工作来获得较窄宽度的激光脉冲。此种方案，要求晶体管工作电压高于其正常工作电压，通常为100-300V。这就需要设计高压发生电路(图中省去了该高压发生电路)，不仅增加了电路的复杂程度和硬件成本，而且也难以较快地调整该电压，导致不能灵活且及时地调节单个或少数几个脉冲激光的峰值功率。另外，在专利号为US005574552A的专利中提到了另外一种脉冲激光二极管的驱动电路(Fig.2)。该驱动电路同样需要较高的发射电压输入，且其输出脉冲激光的脉冲宽度难以达到10ns以下。
技术实现思路
本技术提供了一种激光二极管驱动电路，旨在解决现有技术中对半导体脉冲激光二极管进行点火驱动时，并非都针对单个脉冲进行操作，导致所产生的激光脉冲或是可重复频率不高，或是峰值功率不能针对单个脉冲进行灵活调节的问题。本技术是这样实现的，一种激光二极管驱动电路，包括：与第一开关(K1)相连接的第一储能元件(A)、与第二开关(K2)相连接的激光二极管(D1)、第二储能元件(B)；充电脉冲控制第一开关(K1)导通，使直流电源对第一储能元件(A)充电；充电脉冲控制第一开关(K1)断开，使第一储能元件(A)将能量转移至第二储能元件(B)上；点火脉冲控制第二开关(K2)导通，使第二储能元件(B)经过激光二极管(D1)放电。优选地：第一储能元件(A)与第二储能元件(B)通过第一二极管(D2)连接。本技术还提供了：一种激光二极管驱动电路，直流电源、第一储能元件(A)、第一开关(K1)与地顺序相连，构成第一回路；直流电源、第一储能元件(A)、第一二极管(D2)、第二储能元件(B)与地顺序相连，构成第二回路；第二储能元件(B)、激光二极管(D1)、第二开关(K2)与地顺序相连，构成第三回路。本技术还提供了：一种激光二极管驱动电路，直流电源、第一储能元件(A)、第一开关(K1)与地顺序相连，构成第一回路；直流电源、第一储能元件(A)、第一二极管(D2)、第二储能元件(B)、第二二极管(D3)与地顺序相连，构成第二回路；地、激光二极管(D1)、第二储能元件(B)、第二开关(K2)顺序相连，构成第三回路。本技术还提供了：一种激光二极管驱动电路，直流电源、第一开关(K1)第一储能元件(A)与地顺序相连，构成第一回路；地、第二储能元件(B)、第一二极管(D2)、第一储能元件(A)与地顺序相连，构成第二回路；地、第二开关(K2)、激光二极管(D1)、第二储能元件(B)与地顺序相连，构成第三回路。本技术还提供了：一种激光二极管驱动电路，还包括：驱动第一开关(K1)的第一驱动电路(DR1)，和驱动第二开关(K2)的第二驱动电路(DR2)。本技术还提供了：一种激光二极管驱动电路，第一开关(K1)的控制端与第二开关(K2)的控制端之间通过一电阻(R1)相连，充电脉冲先通过电阻(R1)控制第一开关(K1)，然后点火脉冲再直接控制第二开关(K2)。本技术还提供了：一种激光二极管驱动电路，还包括：驱动第二开关(K2)的第三驱动电路(DR3)，其通过电阻(R1)也驱动第一开关(K1)。优选地：所述第一储能元件(A)是电感，所述第二储能元件(B)是电容。优选地：所述第一开关(K1)和第二开关(K2)是MOS管或BJT管。附图说明图1a是现有技术的原理框图；图1b是简化了DC/DC转换电路的原理框图；图1c是图1b的一实施例电路图；图2是本技术提供的一种激光二极管驱动电路原理图；图3是图2的一具体实施例电路图；图4是图2的另一具体实施例电路图；图5是图2的又一具体实施例电路图；图6是本技术提供的另一种激光二极管驱动电路原理图；图7是图6的一具体实施例电路图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。实施例一图2是本技术提供的一种激光二极管驱动电路原理图。一种激光二极管驱动电路，包括：与第一开关(K1)相连接的第一储能元件(A)、与第二开关(K2)相连接的激光二极管(D1)、第二储能元件(B)；充电脉冲控制第一开关(K1)导通，使直流电源对第一储能元件(A)充电；充电脉冲控制第一开关(K1)断开，使第一储能元件(A)将能量转移至第二储能元件(B)上；点火脉冲控制第二开关(K2)导通，使第二储能元件(B)经过激光二极管(D1)放电。本技术还提供了：第一储能元件(A)与第二储能元件(B)通过第一二极管(D2)连接。实施例二本技术还提供了：一种激光二极管驱动电路，直流电源、第一储能元件(A)、第一开关(K1)与地顺序相连，构成第一回路；直流电源、第一储能元件(A)、第一二极管(D2)、第二储能元件(B)与地顺序相连，构成第二回路；第二储能元件(B)、激光二极管(D1)、第二开关(K2)与地顺序相连，构成第三回路。图3是图2的一具体实施例电路图，一种激光二极管驱动电路，还包括：驱动第一开关(K1)的第一驱动电路(DR1)，和驱动第二开关(K2)的第二驱动电路(DR2)。优选地：所述第一储能元件(A)是电感，所述第二储能元件(B)是电容。优选地：所述第一开关(K1)和第二开关(K2)是MOS管或BJT管。根据图3所示，电路按照先后顺序，依次分三个步骤，完成对半导体激光二极管(D1)的点火驱动，如下所述：1、充电脉冲控制M1导通，此时M2处于断开状态，使电感元件(L1)经由直流电源(+5V)充电，电感元件单次充电所获得能量大小由充电时间所控制；2、充电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光二极管驱动电路，其特征在于，包括：与第一开关(K1)相连接的第一储能元件(A)、与第二开关(K2)相连接的激光二极管(D1)、第二储能元件(B)；充电脉冲控制第一开关(K1)导通，使直流电源对第一储能元件(A)充电；充电脉冲控制第一开关(K1)断开，使第一储能元件(A)将能量转移至第二储能元件(B)上；点火脉冲控制第二开关(K2)导通，使第二储能元件(B)经过激光二极管(D1)放电。

【技术特征摘要】
1.一种激光二极管驱动电路，其特征在于，包括：与第一开关(K1)相连接的第一储能元件(A)、与第二开关(K2)相连接的激光二极管(D1)、第二储能元件(B)；充电脉冲控制第一开关(K1)导通，使直流电源对第一储能元件(A)充电；充电脉冲控制第一开关(K1)断开，使第一储能元件(A)将能量转移至第二储能元件(B)上；点火脉冲控制第二开关(K2)导通，使第二储能元件(B)经过激光二极管(D1)放电。2.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，第一储能元件(A)与第二储能元件(B)通过第一二极管(D2)连接。3.如权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，直流电源、第一储能元件(A)、第一开关(K1)与地顺序相连，构成第一回路；直流电源、第一储能元件(A)、第一二极管(D2)、第二储能元件(B)与地顺序相连，构成第二回路；第二储能元件(B)、激光二极管(D1)、第二开关(K2)与地顺序相连，构成第三回路。4.如权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，直流电源、第一储能元件(A)、第一开关(K1)与地顺序相连，构成第一回路；直流电源、第一储能元件(A)、第一二极管(D2)、第二储能元件(B)、第二二极管(D3)与地顺序相连，构成第二回路；地、激光二极管(D1)、第二储能元件(...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡小波，王勇，冯腾飞，
申请(专利权)人：深圳市镭神智能系统有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44