專利名稱：激光二極管的驅(qū)動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種驅(qū)動電路，特別涉及一種激光二極管的驅(qū)動電路。
背景技術(shù)：
在激光領(lǐng)域中，一般使用恒定電流驅(qū)動激光二極管，同時還可以通過恒溫控制，以達(dá)到激光二極管出光功率的恒定，而且應(yīng)用中的激光常常被控制在高頻開關(guān)狀態(tài)(例如 激光掃描、激光舞臺燈表演等)，因此電流的恒定和響應(yīng)高頻開光信號的速度直接決定整個系統(tǒng)的性能和效果。目前的激光恒流源或脈沖電源的激光二極管驅(qū)動電路中普遍存在恒流精度低、輸入脈沖信號時經(jīng)放大后的電流響應(yīng)速度慢、經(jīng)激光二極管后有一定的出光延時及驅(qū)動電路復(fù)雜等缺點。主要原因是現(xiàn)有的激光二極管驅(qū)動電路基本都采用運算放大器的同相放大原理作電流驅(qū)動極放大，同相放大器具有高的輸入阻抗，但是，由于阻抗高，易受雜散電磁場的影響而精度不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種激光二極管的驅(qū)動電路，旨在實現(xiàn)高精度的恒流驅(qū)動。本發(fā)明提供的一種激光二極管的驅(qū)動電路，包括第一放大器、開關(guān)管、電源及與電源連接的激光二極管，所述第一放大器的反相輸入端連接開關(guān)電壓，同相輸入端接地；所述開關(guān)管的柵極連接所述第一放大器的輸出端，漏極連接激光二極管的一端，源極接地，且該源極還連接第一放大器的反相輸入端，作為第一放大器的負(fù)反饋。優(yōu)選地，上述激光二極管的驅(qū)動電路還包括第二放大器，所述第二放大器的反相輸入端連接所述開關(guān)電壓，同相輸入端接地，輸出端與第一放大器的反相輸入端連接，而且第二放大器的輸出端還連接其反相輸入端，作為第二放大器的負(fù)反饋。優(yōu)選地，上述激光二極管的驅(qū)動電路還包括電容，所述電容的一端連接所述第一放大器的輸出端，所述電容的另一端連接所述第一放大器的反相輸入端。優(yōu)選地，上述電容的容值單位為PF。優(yōu)選地，上述激光二極管的驅(qū)動電路還包括二極管，所述二極管的正極連接所述激光二極管的負(fù)極，所述二極管的負(fù)極連接所述激光二極管的正極。優(yōu)選地，上述激光二極管的驅(qū)動電路還包括第三放大器，所述第三放大器的同相輸入端連接基準(zhǔn)電壓，反相輸入端連接所述開關(guān)管的柵極，輸出端連接所述第一放大器的同相輸入端，而且第三放大器的輸出端還連接其反相輸入端，作為第三放大器的負(fù)反饋。優(yōu)選地，上述激光二極管的驅(qū)動電路還包括分壓電阻，所述分壓電阻的一端連接所述第三放大器的反相輸入端，另一端接地，用于對所述第三放大器的反相輸入端的電壓進(jìn)行分壓。
3
優(yōu)選地，上述激光二極管的驅(qū)動電路還包括功率電阻，所述功率電阻的一端連接所述開關(guān)管的源極，另一端接地，用于產(chǎn)生所述開關(guān)管的電流采樣電壓，即反饋至所述第一放大器的反饋電壓。本發(fā)明激光二極管的驅(qū)動電路不但提高了電路的抗干擾能力，保證了高精度的恒流驅(qū)動，而且使得開關(guān)管始終處于微導(dǎo)通狀態(tài)，為激光二極管提供了一定的閾值電流，進(jìn)一步提高了高頻開關(guān)信號的響應(yīng)速度。


圖1是本發(fā)明激光二極管的驅(qū)動電路一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明激光二極管的驅(qū)動電路另一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明激光二極管的驅(qū)動電路又一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明激光二極管的驅(qū)動電路又一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。參照圖1，提出了本發(fā)明第一實施例的激光二極管的驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)。其包括第一放大器1、開關(guān)管2、激光二極管3、電源Vtl及開關(guān)電壓義。電源Vtl連接激光二極管3，用于為激光而激光二極管3提供負(fù)載電流。第一放大器1的反相輸入端11連接開關(guān)電壓V1 (也可以為脈沖電壓VailJ，第一放大器1的同相輸入端12接地；開關(guān)管2的柵極連接第一放大器1的輸出端13，開關(guān)管2的漏極連接激光二極管3的負(fù)極31，開關(guān)管2的源極接地，且該源極還連接第一放大器1的反相輸入端11，作為第一放大器1的負(fù)反饋。上述激光二極管的驅(qū)動電路還包括第一電阻41、第二電阻42、第三電阻43、第四電阻44及第五電阻45。第一電阻41串接在第一放大器1的同相輸入端12與地之間；第二電阻42串接在第一放大器1的反相輸入端11與開關(guān)電壓V1之間；第三電阻43串接在第一放大器1的輸出端13與開關(guān)管2的柵極之間；第四電阻44串接在第一放大器1的反相輸入端11與開關(guān)管2的源極之間；第五電阻45串接在開關(guān)管2的源極與地之間。其中， 第四電阻44又可稱為功率電阻，用于產(chǎn)生開關(guān)管2的電流采樣電壓，即反饋至第一放大器 1反相輸入端11的反饋電壓。本實施例激光二極管的驅(qū)動電路的工作原理是當(dāng)按下激光二極管的驅(qū)動開關(guān)時，將產(chǎn)生開關(guān)電壓V1或脈沖電壓Vailse,經(jīng)過第一放大器1的反相放大產(chǎn)生一個負(fù)值電壓信號，再經(jīng)由第三電阻43驅(qū)動開關(guān)管2導(dǎo)通，同時電源V。提供的電流流向激光二極管3，從而保證激光二極管3的正常工作。而且，流經(jīng)開關(guān)管2的電流經(jīng)過第四電阻44流向第一放大器1的反相輸入端，作為第一放大器1的負(fù)反饋，從而保證開關(guān)管2的恒流驅(qū)動。本實施例通過第一放大器1的反相放大原理，改變傳統(tǒng)的同相放大驅(qū)動激光二極管的原理，從而使得電路具有更強(qiáng)的抗干擾能力，而且結(jié)合第一放大器1的負(fù)反饋結(jié)構(gòu)，可以使得第一放大器ι的輸出電流更加穩(wěn)定，提高了開關(guān)管2的恒流精度。上述第一放大器1的輸出端13與第一放大器1的反相輸入端11之間還連接有一電容5，該電容5為積分電容，具有抗振蕩、抗干擾的特點。該電容5容值的選取可以根據(jù)具體情況而定。但是，由于容值過大，會導(dǎo)致積分時間過程，從而影響第一放大器1對脈沖電壓信號的響應(yīng)速度，所以在本實施例中的電容5容值的單位優(yōu)選為PF。上述激光二極管3還并聯(lián)連接有一二極管6，該二極管6的負(fù)極與激光二極管3的正極連接，該二極管6的正極與激光二極管3的負(fù)極連接，用于防止電路處于限制開關(guān)狀態(tài)時激光二極管3因引線電感產(chǎn)生的反相電壓，將激光二極管3擊穿，從而保護(hù)激光二極管3。上述開關(guān)管2優(yōu)選為場效應(yīng)管，當(dāng)然也可以為別的替代開關(guān)管，在此就不做限定。 上述激光二極管3也可以為其他的激光電源代替。參照圖2，提出了本發(fā)明第二實施例的激光二極管的驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)。在上述第一實施例的基礎(chǔ)上，本實施例的激光二極管的驅(qū)動電路還包括連接在開關(guān)電壓V1及第一放大器1之間的第二放大器7，該第二放大器7的同相輸入端72接地，第二放大器7的反相輸入端71連接開關(guān)電壓V1 (或者脈沖電壓VailJ，第二放大器7的輸出端73則通過第二電阻 42與第一放大器1的反相輸入端11連接，且第二放大器7的輸出端73還連接第二放大器 7的反相輸入端71，作為第二放大器7的負(fù)反饋。本實施例通過二級反相放大結(jié)構(gòu)，不但可以滿足合適的放大倍數(shù)或者使輸出電阻和輸出電阻達(dá)到電路的指標(biāo)要求，而且使得驅(qū)動開關(guān)管2的驅(qū)動電流更加穩(wěn)定。當(dāng)然，本實施例二級反相放大結(jié)構(gòu)還可以替代為多級反相放大結(jié)構(gòu)，在此就不做限定。上述激光二極管的驅(qū)動電路還包括第六電阻46、第七電阻47及第八電阻48。其中，第六電阻46串接在第二放大器7的同相輸入端72與地之間；第七電阻47串接在開關(guān)電壓V1與第二放大器7的反相輸入端71之間；第八電阻48串接在第二放大器7的輸出端 73與第二放大器7的反相輸入端71，作為第二放大器7的反饋電阻。參照圖3，提出了本發(fā)明第三實施例的激光二極管的驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)。在上述第一實施例的基礎(chǔ)上，本實施例的激光二極管的驅(qū)動電路還包括第三放大器8，該第三放大器8的同相輸入端82連接基準(zhǔn)電壓V2，第三放大器8的反相輸入端81連接開關(guān)管2的柵極(也即第一放大器1的輸出端13)，第三放大器8的輸出端83連接第一放大器1的同相輸入端 12，而且第三放大器8的輸出端83還連接第三放大器8的反相輸入端81，作為第三放大器 8的負(fù)反饋。其中，第三放大器8的反相輸入端81還接地。本實施例激光二極管的驅(qū)動電路的工作原理是第三放大器8將開關(guān)管2的柵極電壓進(jìn)行放大后，輸入至第一放大器1的同相輸入端，從而使得第一放大器1的同相輸入端的電位比地略高，此時第一放大器1的反相輸入端的電壓也隨之升高，則經(jīng)過第一放大器1 放大后的輸出電流也升高。因此，開關(guān)管2的柵極電壓將會略高于開關(guān)管2自身導(dǎo)通所需的閾值電壓，如此就可以使得每次驅(qū)動電路的輸入端存在開關(guān)電壓V1或脈沖電壓Vpulse時， 開關(guān)管2都將從閾值電壓以上啟動，則開關(guān)管2的漏極與源極始終處于微導(dǎo)通狀態(tài)，即每次驅(qū)動電路中存在開關(guān)電壓V1或脈沖電壓Vailse時，激光二極管3均從閾值電流門檻點發(fā)光， 進(jìn)一步提高高頻開關(guān)信號的響應(yīng)速度。除了第一實施例能實現(xiàn)的效果外，本實施例激光二極管的驅(qū)動電路還通過第三放大器8的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使得開關(guān)管2始終處于微導(dǎo)通狀態(tài)，從而為激光二極管3提供了一定的閾值電流，進(jìn)一步提高了高頻開關(guān)信號的響應(yīng)速度。上述激光二極管的驅(qū)動電路還包括第九電阻49、第十電阻410、第i^一電阻411、 第十二電阻412及第十三電阻413。其中，第九電阻49串接在第三放大器8的反相輸入端 81與開關(guān)管2的柵極之間；第十電阻410串接在第三放大器的同相輸入端82與基準(zhǔn)電壓V2之間；第十一電阻411串接在第三放大器8的輸出端83與第一放大器8的同相輸入端 82之間；第十二電阻412串接在第三放大器8的輸出端83與第一放大器8的反相輸入端 81之間，作為第一放大器8的反饋電阻；第十三電阻413串接在第三放大器8的反相輸入端81與地之間，作為第三放大器8反相輸入端81的分壓電阻，用于對第三放大器8的反相輸入端81的電壓進(jìn)行分壓。參照圖4，提出了本發(fā)明第四實施例的激光二極管的驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)。本實施例的激光二極管的驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)為上述第二實施例及第三實施例的結(jié)合，故具體結(jié)構(gòu)在此就不再贅述。本發(fā)明激光二極管的驅(qū)動電路不但提高了電路的抗干擾能力，保證了高精度的恒流驅(qū)動，而且使得開關(guān)管2始終處于微導(dǎo)通狀態(tài)，為激光二極管3提供了一定的閾值電流， 進(jìn)一步提高了高頻開關(guān)信號的響應(yīng)速度。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種激光二極管的驅(qū)動電路，其特征在于，包括第一放大器、開關(guān)管、電源及與電源連接的激光二極管，所述第一放大器的反相輸入端連接開關(guān)電壓，同相輸入端接地；所述開關(guān)管的柵極連接所述第一放大器的輸出端，漏極連接激光二極管的一端，源極接地，且該源極還連接第一放大器的反相輸入端，作為第一放大器的負(fù)反饋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光二極管的驅(qū)動電路，其特征在于，進(jìn)一步包括第二放大器，所述第二放大器的反相輸入端連接所述開關(guān)電壓，同相輸入端接地，輸出端與第一放大器的反相輸入端連接，而且第二放大器的輸出端還連接其反相輸入端，作為第二放大器的負(fù)反饋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光二極管的驅(qū)動電路，其特征在于，還進(jìn)一步包括電容，所述電容的一端連接所述第一放大器的輸出端，所述電容的另一端連接所述第一放大器的反相輸入端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光二極管的驅(qū)動電路，其特征在于，所述電容的容值單位為PF。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光二極管的驅(qū)動電路，其特征在于，還進(jìn)一步包括二極管，所述二極管的正極連接所述激光二極管的負(fù)極，所述二極管的負(fù)極連接所述激光二極管的正極。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光二極管的驅(qū)動電路，其特征在于，進(jìn)一步包括第三放大器，所述第三放大器的同相輸入端連接基準(zhǔn)電壓，反相輸入端連接所述開關(guān)管的柵極，輸出端連接所述第一放大器的同相輸入端，而且第三放大器的輸出端還連接其反相輸入端， 作為第三放大器的負(fù)反饋。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光二極管的驅(qū)動電路，其特征在于，進(jìn)一步包括分壓電阻， 所述分壓電阻的一端連接所述第三放大器的反相輸入端，另一端接地，用于對所述第三放大器的反相輸入端的電壓進(jìn)行分壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光二極管的驅(qū)動電路，其特征在于，還包括功率電阻，所述功率電阻的一端連接所述開關(guān)管的源極，另一端接地，用于產(chǎn)生所述開關(guān)管的電流采樣電壓，即反饋至所述第一放大器的反饋電壓。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種激光二極管的驅(qū)動電路，包括第一放大器、開關(guān)管、電源及與電源連接的激光二極管，第一放大器的反相輸入端連接開關(guān)電壓，同相輸入端接地；開關(guān)管的柵極連接第一放大器的輸出端，漏極連接激光二極管的一端，源極接地，且該源極還連接第一放大器的反相輸入端，作為第一放大器的負(fù)反饋。本發(fā)明通過第一放大器的反相放大原理，改變傳統(tǒng)的同相放大驅(qū)動激光二極管的原理，從而使得電路具有更強(qiáng)的抗干擾能力，而且結(jié)合第一放大器的負(fù)反饋結(jié)構(gòu)，可以使得第一放大器的輸出電流更加穩(wěn)定，提高了開關(guān)管的恒流精度。
文檔編號H01S5/042GK102570296SQ20111010385
公開日2012年7月11日 申請日期2011年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月25日
發(fā)明者宋忠林, 張正祥, 樊仲維 申請人:北京國科世紀(jì)激光技術(shù)有限公司