[发明专利]脉冲激光器驱动电路系统及其驱动方法

说明书

本发明提供一种脉冲激光器驱动电路系统及其驱动方法，其中的驱动电路系统包括电源、储能电容、电阻、放电电感、高速开关和激光器，储能电容、放电电感、高速开关与激光器串联构成放电电路，储能电容、电阻与电源串联构成充电电路，在充电电路中串联振荡电感，将充电电路变为RLC振荡电路，通过振荡方式使储能电容的充电电压高于电源的电压。与现有的供电系统相比，本发明只需在驱动电路的充电部分引入振荡电感，即可使激光器的驱动电压翻倍，成本非常低廉，性能稳定，相对于整个激光雷达系统来说几乎不增加重量，但可以将激光器对电源电压的需求降低将近一半，极大程度上降低了供电系统的成本和复杂度。

技术领域

本发明涉及激光雷达技术领域，特别涉及一种脉冲激光器驱动电路系统及其驱动方法。

背景技术

随着激光技术的不断发展，激光器广泛应用于激光雷达(lidar)领域。它是利用激光束对目标距离进行测量的一种遥感方法，在军事、科研和民用等领域有着广阔的应用前景。特别是激光雷达作为遥感系统的重要传感器，在车辆辅助驾驶系统中得到了广泛应用。

使用较多的测距方法是脉冲飞行时间测距(TOF)法。TOF测距法属于双向测距技术，利用发射信号在发射机到接收机的往返时间来测量目标的距离。激光器发射的脉冲信号的宽度要尽可能窄，从而实现更高的探测精度；脉冲信号的峰值功率尽可能大，从而实现更远的探测距离。这就对激光器驱动电路的设计提出了很高的要求。

目前最普遍的脉冲激光器驱动电路如图1所示，电源、电阻和储能电容构成驱动电路的充电部分，储能电容、高速开关、放电电感和激光器构成驱动电路的放电部分。在高速开关断开时电源向储能电容充电，在开关闭合时储能电容存储的电荷完全释放，驱动激光器产生脉冲激光。脉冲信号源控制高速开关周期性的断开和闭合，激光器发射出周期性的大功率、窄脉冲。但是激光器对驱动电压要求较高，通常需要几十伏甚至上百伏的供电电源，这就导致供电系统复杂笨重，不仅提高了成本，还降低了激光雷达的便携性。

发明内容

针对现有的脉冲激光雷达的供电系统存在复杂笨重、成本高的问题，本发明提出一种新的脉冲激光器驱动电路系统及其驱动方法，能够使激光器的驱动电压翻倍。

为实现上述目的，本发明采用以下具体技术方案：

本发明提供的脉冲激光器驱动电路系统，包括电源、储能电容、电阻、放电电感、高速开关和激光器，储能电容、高速开关、放电电感与激光器串联构成放电电路，储能电容、电阻与电源串联构成充电电路，在充电电路中串联振荡电感，将充电电路变为RLC振荡电路，通过振荡方式使储能电容的充电电压高于电源的电压。

本发明提供的脉冲激光器驱动电路系统的驱动方法，包括如下步骤：

S1、通过由储能电容、电阻、振荡电感与电源串联而成的RLC振荡电路通过振荡方式对储能电容进行充电，使储能电容获得高于电源电压的充电电压；

S2、闭合高速开关，通过储能电容释放存储的电荷对激光器进行驱动。

优选地，在闭合高速开关时，使储能电容的充电电压达到最大值，对激光器进行驱动。

优选地，根据储能电容的电容量、电阻的阻值及高速开关两次闭合的时间间隔计算振荡电感的电感量，使高速开关的频率周期与RLC振荡电路的振荡周期相匹配，当高速开关闭合时，储能电容的充电电压在振荡的最高点。

与现有的供电系统相比，本发明只需在驱动电路的充电部分引入振荡电感，即可使激光器的驱动电压翻倍，成本非常低廉，性能稳定，相对于整个激光雷达系统来说几乎不增加重量，但可以将激光器对电源电压的需求降低将近一半，极大程度上降低了供电系统的成本和复杂度。

附图说明

图1是现有技术中脉冲激光器驱动电路的原理图；

图2是根据本发明一个实施例的脉冲激光器驱动电路系统的原理图；