一种具有多重闭环控制的半导体激光器脉冲驱动器制造技术

本发明专利技术的一种具有多重闭环控制的半导体激光器脉冲驱动器属于电子技术的技术领域,结构有单片机模块(1)、高压储能模块(2)、脉宽调节模块(3)、脉冲驱动模块(4)、调制输入模块(5)、脉冲显示模块(6)、指示灯驱动模块(7)、按键输入模块(8)、前面板(9)、自适应取样模块(10)、脉冲峰值电流检测模块(11)、自适应峰值调节模块(12)、脉冲宽度检测模块(13)、检波模块(14)、带通滤波模块(15)、脉冲频率检测模块(16)。本发明专利技术对输出脉冲电流信号的峰值电流、重复频率和脉宽进行实时的高精度检测，并进行校正，保证了驱动器输出脉冲电流信号的峰值电流、重复频率和脉宽与设定值保持一致。

【技术实现步骤摘要】
一种具有多重闭环控制的半导体激光器脉冲驱动器
本专利技术属于电子技术的
特别涉及一种具有多重闭环控制的半导体激光器脉冲驱动器。
技术介绍
脉冲驱动式半导体激光器在激光雷达、激光测距、光纤通信、3D图像处理等很多领域内都有重要的应用。其性能直接影响它在实际应用效果，例如：在脉冲式半导体激光测距机和激光雷达中，脉冲激光的上升时间和测量精度密切相关，上升时间越短，越有利于提高测量精度；脉冲激光的峰值功率和测量距离密切相关，峰值功率越大，越有利于增加测量距离。而脉冲式半导体激光器的性能主要取决于为其提供驱动信号的脉冲驱动器，因此需要对脉冲驱动器进行参数优化设计。目前，常用的半导体激光器脉冲驱动器均没有闭环控制，与本专利技术最接近的现有技术是中国专利ZL201611197547.0“脉冲激光测距仪发射器驱动电源”，该文献中，给出了一种半导体激光器脉冲驱动电源的设计方案，使该驱动电源能在输出较大脉冲峰值电流的同时保持较短的输出脉宽和脉冲电流上升时间。但专利ZL201611197547.0所公开的技术对激光器脉冲驱动器输出电流脉冲信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有多重闭环控制的半导体激光器脉冲驱动器，结构有脉冲显示模块(6)和前面板(9)，其特征在于，结构还有单片机模块(1)、高压储能模块(2)、脉宽调节模块(3)、脉冲驱动模块(4)、调制输入模块(5)、指示灯驱动模块(7)、按键输入模块(8)、自适应取样模块(10)、脉冲峰值电流检测模块(11)、自适应峰值调节模块(12)、脉冲宽度检测模块(13)、检波模块(14)、带通滤波模块(15)、脉冲频率检测模块(16)；/n所述的单片机模块(1)的结构为，单片机U1的端口VCC和端口GND分别接+5V电源和数字地,VCC通过电容C1、电容C2接地，电平转换芯片U2的端口VCC和端口GND分别接...

【技术特征摘要】
1.一种具有多重闭环控制的半导体激光器脉冲驱动器，结构有脉冲显示模块(6)和前面板(9)，其特征在于，结构还有单片机模块(1)、高压储能模块(2)、脉宽调节模块(3)、脉冲驱动模块(4)、调制输入模块(5)、指示灯驱动模块(7)、按键输入模块(8)、自适应取样模块(10)、脉冲峰值电流检测模块(11)、自适应峰值调节模块(12)、脉冲宽度检测模块(13)、检波模块(14)、带通滤波模块(15)、脉冲频率检测模块(16)；
所述的单片机模块(1)的结构为，单片机U1的端口VCC和端口GND分别接+5V电源和数字地,VCC通过电容C1、电容C2接地，电平转换芯片U2的端口VCC和端口GND分别接+5V电源和数字地，端口VDD通过电容C3接+5V电源，端口VEE通过电容C4接数字地，端口C2+和端口C2-之间接电容C5，端口C1+和端口C1-之间接电容C6，端口T1IN和端口R1OUT分别接单片机U1的端口RXD和端口TXD，端口R1IN和端口T1OUT分别接D形接口J3的3脚和2脚，D形接口J3的5脚接数字地，所述的单片机U1的型号是STC15W408S，电平转换芯片U2的型号是MAX232，D形接口J3是一个9针D形接口；
所述的高压储能模块(2)的结构为，开关控制芯片U3的端口GND接模拟地，端口VCC接+12V电源、通过电阻R2接端口SWC并通过电容C7接模拟地，端口SWE接N沟道场效应管Q1的栅极并通过电阻R4接模拟地，端口TCAP通过电容C8接模拟地，端口IPK接脉冲变压器T1的初级线圈的同名端、通过电阻R3接端口DRVC并通过电阻R1接+12V电源，脉冲变压器T1的初级线圈的另一端接N沟道场效应管Q1的漏极，N沟道场效应管Q1的源极接模拟地，开关控制芯片U3的端口-VIN接数字电位器U4的端口W并通过电阻R5接模拟地，数字电位器U4的端口VDD和端口GND分别接+5V电源和数字地，端口ADDR和端口VSS分别接+5V电源和数字地，端口EXT_CAP通过电容C9接数字地，端口SCL通过电阻R9接单片机U1的端口P20，端口SDA通过电阻R8接单片机U1的端口P21，端口通过电阻R7接+5V电源，脉冲变压器T1的次级线圈的同名端接肖特基二极管D1的正极并通过电阻R6接数字电位器U4的端口A，脉冲变压器T1的次级线圈的另一端接模拟地，肖特基二极管D1的负极作为高压储能模块(2)的输出端记为端口H_Vpulse、并通过相互并联的电容C10、C11、C12、C13和C14接模拟地，所述的开关控制芯片U3的型号是MC34063，数字电位器U4的型号是AD5272BRMZ-100；
所述的按键输入模块(8)的结构为，反相施密特触发器U11A的输入端通过电阻R31接插座J5的1脚、通过电阻R30接+5V电源并通过电容C22接数字地，输出端接单片机U1的端口P06，反相施密特触发器U11B的输入端通过电阻R33接插座J5的2脚、通过电阻R32接+5V电源并通过电容C23接数字地，输出端接单片机U1的端口P07，反相施密特触发器U11C的输入端通过电阻R35接插座J5的3脚、通过电阻R34接+5V电源并通过电容C24接数字地，输出端作为按键输入模块(8)的一个输出端记为端口Enable，反相施密特触发器U11D的输入端通过电阻R37接插座J5的4脚、通过电阻R36接+5V电源并通过电容C25接数字地，输出端接单片机U1的端口INT0，反相施密特触发器U11E的输入端通过电阻R39接插座J5的5脚、通过电阻R38接+5V电源并通过电容C26接数字地，输出端接单片机U1的端口INT1；
所述的调制输入模块(5)的结构为，单片机U1的端口P25接N沟道场效应管Q3的栅极，N沟道场效应管Q3的源极接模拟地，漏极接继电器K1的5脚，继电器K1的4脚接+12V电源，3脚接单片机U1的端口P24，1脚作为调制输入模块(5)的输出端记为端口Pulse_Orig，2脚接肖特基二极管D6的正极、肖特基二极管D7的负极并通过电阻R18接运放U9A的输出端，肖特基二极管D6的负极接+5V电源，肖特基二极管D7的正极接数字地，运放U9A的同相输入端通过电阻R17接运放U9A的输出端并通过电阻R16接数字地，反相输入端接肖特基二极管D4的正极、肖特基二极管D5的负极并通过电阻R15接插座J2的1脚，肖特基二极管D4的负极接+5V电源，肖特基二极管D5的正极接数字地，插座J2的2脚接数字地；
所述的脉宽调节模块(3)的结构为，D触发器U5A的端口D接按键输入模块(8)的端口Enable，端口CLK接调制输入模块(5)的端口Pulse_Orig，端口CLR接+5V电源，端口作为脉宽调节模块(3)的输出端记为端口Pulse_LC，端口PR接数字电位器U6的端口A并通过电容C15接数字地，端口Q接电位器W1的抽头端，电位器W1的一个固定端接数字电位器U6的端口W，数字电位器U6的端口VDD和端口GND分别接+5V电源和数字地，端口ADDR和端口VSS分别接+5V电源和数字地，端口EXT_CAP通过电容C16接数字地，端口SCL通过电阻R12接单片机U1的端口P22，端口SDA通过电阻R11接单片机U1的端口P23，端口通过电阻R10接+5V电源，所述的数字电位器U6的型号是AD5272BRMZ-50；
所述的脉冲驱动模块(4)的结构为，电位器W2的抽头端接脉宽调节模块(3)的端口Pulse_LC，电位器W2的一个固定端通过电容C19接模拟地并接MOSFET驱动芯片U7的端口INA和端口INB，MOSFET驱动芯片U7的端口VCC和端口GND分别接+12V电源和模拟地，端口ENA和ENB接+12V电源并通过相互并联的电容C17和电容C18接模拟地，端口OUTA和端口OUTB接二极管D2的正极并接PNP三极管Q2的基极，PNP三极管Q2的集电极接模拟地，二极管D2的负极接二极管D3的正极，二极管D3的负极接PNP三极管Q2的射极并接电阻R13和电容C20的一端，电阻R13和电容C20的另一端接在一起后接高速MOSFET芯片U8的端口G并通过电阻R14接模拟地，高速MOSFET芯片U8的1脚、3脚、4脚和6脚接在一起后作为脉冲驱动模块(4)的输出端记为端口L_Apulse，高速MOSFET芯片U8的端口D接插座J12的2端口，插座J12的1端口接端口H_Vpulse；所述的MOSFET驱动芯片U7的型号是IXDD404，高速MOSFET芯片U8的型号是DE275-201N25A；
所述的自适应取样模块(10)的结构为，单片机U1的端口P55接N沟道场效应管Q10的栅极，N沟道场效应管Q10的源极接模拟地，漏极接继电器K2的5脚，继电器K2的4脚接+12V电源，3脚通过接电阻Rs1接地，1脚接脉冲驱动模块(4)的端口L_Apulse，2脚通过电阻Rs2接地；所述的继电器K2的型号是HRS4H-S-DC12V；
所述的脉冲显示模块(6)的结构为，显示屏U10的端口D0～端口D7分别接单片机U1的端口P10～端口P17，端口EN、端口W/R和端口RS分别接单片机U1的端口P26、端口和端口端口VL和端口BL-接数字地，端口BL+接电位器W3的抽头端，端口VDD接+5V电源并通过电容C21接数字地，端口VSS接数字地，电位器W3的一个固定端接+5V电源，所述的显示屏U10的型号为LCD1602；
所述的指示灯驱动模块(7)的结构为，N沟道场效应管Q4的栅极通过电阻R20接单片机U1的端口P03，源极接数字地，漏极通过电阻R19接插座J4的1脚，N沟道场效应管Q5的栅极通过电阻R22接单片机U1的端口P04，源极接数字地，漏极通过电阻R21接插座J4的2脚，N沟道场效应管Q6的栅极通过电阻R24接单片机U1的端口P05，源极接数字地，漏极通过电阻R23接插座J4的3脚，P沟道场效应管Q7的栅极通过电阻R26接按键输入模块(8)的端口Enable，源极接+5V电源，漏极通过电阻R25接插座J4的4脚；N沟道场效应管Q8的栅极接P沟道场效应管Q9的栅极并通过电阻R29接单片机U1的端口P25，源极接数字地，漏极通过电阻R27接插座J4的5脚，P沟道场效应管Q9的源极接+5V电源，漏极通过电阻R28接插座J4的6脚；
所述的前面板(9)的结构有，显示屏901、脉冲幅度指示灯902、脉冲宽度指示灯903、...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄丫，张聪，于兰，孟瑜，李胜男，吴戈，
申请(专利权)人：长春工程学院，
类型：发明
国别省市：吉林;22