用于VCSEL单元的驱动电路系统技术方案

公开了一种用于VCSEL单元的驱动电路系统。所述用于VCSEL单元的驱动电路系统包括充电电路模块、驱动电路模块，以及，电连接于所述充电电路模块和驱动电路模块的场效应晶体管。所述场效应晶体管被配置为在截止位和导通位之间可切换地工作，当所述场效应晶体管处于导通位时，所述充电电路模块的电源单元对储能电感进行充电；当所述场效应晶体管处于截止位时，充电后的所述储能电感分别向所述驱动电路模块的滤波电容和寄生电感提供电流。所述用于VCSEL单元的驱动电路系统利用储能电感提高作用于VCSEL的电压，使得流过VCSEL的工作电流以预定上升沿时间达到预定值。预定上升沿时间达到预定值。预定上升沿时间达到预定值。

【技术实现步骤摘要】
用于VCSEL单元的驱动电路系统


[0001]本申请涉及激光雷达领域，且更为具体地，涉及一种用于VCSEL单元的驱动电路系统。

技术介绍

[0002]激光雷达(Laser Radar)是一种以激光作为探测信号的雷达，可通过向目标区域出射激光束并接收反射信号，探测目标区域内待测对象(例如，障碍物)与激光雷达的相对位置和距离，从而实现对目标区域内待测对象的探测、跟踪和识别。近年来，激光雷达被广泛应用于智慧交通、环境监测、军事安防等领域。例如：激光雷达被应用于车辆的智能驾驶感知系统，以探测车辆行驶道路中的障碍物。
[0003]具体地，激光雷达的工作原理为：通过激光器(例如，VCSEL激光器)向目标区域发射激光脉冲，并接收目标区域中的障碍物反射的激光脉冲，基于发射激光脉冲和接收激光脉冲之间的时间差和光速，获取障碍物与激光雷达之间的距离。VCSEL激光器(Vertical
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Cavity Surface
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Emitting Laser，垂直腔面发射激光器)是一种半导体激光器，相较于传统的边发射半导体激光器，其具有光纤耦合效率高、功耗低、温漂小、体积小、易于集成和封装等特点。
[0004]对于激光雷达而言，其激光器的发光功率决定了测距范围，而人眼保护要求又对激光雷达的功率有限制。为了解决其中的矛盾，就要求一方面激光器在极短的脉冲时间内有较大的发光功率，另一方面降低脉冲时间的占空比，从而降低整个工作时间段内的激光器的平均发光功率，满足人眼保护的要求。
[0005]为了实现在极短的时间内(通常是纳秒级)激光器达到较大的发光功率，激光器需要获得较大的电流上升速率，而用于驱动VCSEL激光器的驱动电路成为制约激光器的电流上升速率的瓶颈。
[0006]因此，需要一种新型的用于VCSEL激光器的驱动电路系统。

技术实现思路

[0007]本申请的一个优势在于提供了一种用于VCSEL单元的驱动电路系统，其中，所述驱动电路系统以储能电感作为储能元件并利用流过储能电感的电流无法突变的原理来构建电路系统，使得所述驱动电路系统能够在采用低电压直流电源作为供电电源的前提下，驱动所述VCSEL单元的上升沿时间满足预设要求，所述直流电源的电压低于安全电压值。
[0008]本申请的另一优势在于提供了一种用于VCSEL单元的驱动电路系统，其中，由于所述驱动电路系统采用低电压直流电源作为供电电源，所以，所述驱动电路系统中与所述供电电源适配的电路设计得以简化。
[0009]本专利技术的另一优势在于提供了一种用于VCSEL单元的驱动电路系统，其中，所述VCSEL单元的工作峰值电流可通过调整场效应晶体管的导通时间决定。也就是，所述驱动电路系统具有更优的可调整性。
[0010]为了实现上述至少一优势或其他优势和目的，根据本申请的一个方面，提供了一种用于VCSEL单元的驱动电路系统，其包括：
[0011]充电电路模块、驱动电路模块，以及，电连接于所述充电电路模块和驱动电路模块的场效应晶体管，其中，所述驱动电路模块被配置为该VCSEL单元提供工作电流；
[0012]所述充电电路模块，包括：电源单元和与所述电源单元串联的储能电感，其中，所述储能电感与所述场效应晶体管串联；
[0013]所述驱动电路模块，包括：滤波电容和与所述滤波电容并联的寄生电感，其中，所述滤波电容与所述场效应晶体管并联，所述寄生电感与所述储能电感串联；
[0014]其中，所述场效应晶体管被配置为在截止位和导通位之间可切换地工作，其中，当所述场效应晶体管处于导通位时，所述充电电路模块的所述电源单元对所述储能电感进行充电；其中，当所述场效应晶体管处于截止位时，充电后的所述储能电感分别向所述滤波电容和所述寄生电感提供电流，所述储能电感的反向电动势提高了作用于该VCSEL单元的电压，以使得流过该VCSEL单元的工作电流以预定上升沿时间达到预定值。
[0015]在根据本申请的用于VCSEL单元的驱动电路系统中，所述电源单元的电压值小于等于24V。
[0016]在根据本申请的用于VCSEL单元的驱动电路系统中，所述电源单元的电压值为1V至3V。
[0017]在根据本申请的用于VCSEL单元的驱动电路系统中，所述储能电感的电感量为5nH至20nH。
[0018]在根据本申请的用于VCSEL单元的驱动电路系统中，所述储能电感通过印刷电路工艺形成。
[0019]在根据本申请的用于VCSEL单元的驱动电路系统中，该VCSEL单元的工作电流的峰值能够通过所述场效应晶体管处于导通位的时间控制。
[0020]在根据本申请的用于VCSEL单元的驱动电路系统中，所述预定上升沿时间小于等于2ns。
[0021]在根据本申请的用于VCSEL单元的驱动电路系统中，所述驱动电路模块进一步包括并联于所述滤波电容的所述场效应晶体管的漏极与源极之间的寄生电容。
[0022]在根据本申请的用于VCSEL单元的驱动电路系统中，所述驱动电路模块进一步包括被配置为与该VCSEL单元串联的阻尼电阻，其中，当所述场效应晶体管处于截止位且流过该VCSEL单元的工作电流趋近于0时，该VCSEL单元的寄生电容、所述滤波电容、所述寄生电感和所述阻尼电阻形成LCR串联谐振电路。
[0023]在根据本申请的用于VCSEL单元的驱动电路系统中，所述寄生电感由该VCSEL单元的封装和印刷线路板的走线形成。
[0024]通过对随后的描述和附图的理解，本专利技术进一步的目的和优势将得以充分体现。
[0025]本专利技术的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现。
附图说明
[0026]图1图示了根据本申请实施例的用于VCSEL单元的驱动电路系统的框图。
[0027]图2图示了根据本申请实施例的用于VCSEL单元的驱动电路系统的示意图。
[0028]图3图示了根据本申请实施例的用于VCSEL单元的驱动电路系统的流过场效应晶体管的电流和流过VCSEL单元的电流的波形示意图。
[0029]图4图示了当所述储能电感进行放电时流过所述VCSEL单元的电流的变化曲线示意图。
[0030]图5图示了现有的一种电容储能型VCSEL驱动电路示意图。
[0031]图6图示了现有的另一种电容储能型VCSEL驱动电路示意图。
具体实施方式
[0032]以下描述用于揭露本专利技术以使本领域技术人员能够实现本专利技术。以下描述中的实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本专利技术的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本专利技术的精神和范围的其他技术方案。
[0033]申请概述
[0034]如上所述，对于激光雷达而言，其激光器的发光功率决定了测距范围，而人眼保护要求又对激光雷达的功率有限制。为了解决其中的矛盾，就要求一方面激光器在极短的脉冲时间内有较大的发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于VCSEL单元的驱动电路系统，供驱动VCSEL单元，其特征在于，包括：充电电路模块、驱动电路模块，以及，电连接于所述充电电路模块和驱动电路模块的场效应晶体管，其中，所述驱动电路模块被配置为该VCSEL单元提供工作电流；所述充电电路模块，包括：电源单元和与所述电源单元串联的储能电感，其中，所述储能电感与所述场效应晶体管串联；所述驱动电路模块，包括：滤波电容和与所述滤波电容并联的寄生电感，其中，所述滤波电容与所述场效应晶体管并联，所述寄生电感与所述储能电感串联；其中，所述场效应晶体管被配置为在截止位和导通位之间可切换地工作，其中，当所述场效应晶体管处于导通位时，所述充电电路模块的所述电源单元对所述储能电感进行充电；其中，当所述场效应晶体管处于截止位时，充电后的所述储能电感分别向所述滤波电容和所述寄生电感提供电流，所述储能电感的反向电动势提高了作用于该VCSEL单元的电压，以使得流过该VCSEL单元的工作电流以预定上升沿时间达到预定值。2.根据权利要求1所述的用于VCSEL单元的驱动电路系统，其中，所述电源单元的电压值小于等于24V。3.根据权利要求2所述的用于VCSEL单元的驱动电路系统，其中，所述电源单元的电压值...

【专利技术属性】
技术研发人员：董晓勇，
申请(专利权)人：浙江睿熙科技有限公司，
类型：发明
国别省市：