[发明专利]电压自适应激光器驱动电路及其控制方法

说明书

本申请公开了一种电压自适应激光器驱动电路及其控制方法，电路包括：开关电源（1），激光器（2），恒流驱动电路（3），电流设置电路（4），MCU控制电路（5），电压采集电路（6），电压设置电路（7）；所述开关电源（1），分别与所述激光器（2）和所述电压设置电路（7）相连，用于为所述激光器（2）和所述电压设置电路（7）提供电能；所述激光器（2），分别与所述开关电源（1）和所述恒流驱动电路（3）相连，用于产生激光。本发明通过MCU控制电路对电压采集电路和电压设置电路的PID调节，实现开关电源的输出电压根据激光器和恒流电路的工作状态自适应变化，以及通过MCU控制电路对电流设置电路的调节实现PWM高速频闪功能。

技术领域

本发明涉及激光器驱动电路技术领域，特别涉及一种电压自适应的数控激光器恒流驱动电路及其控制方法。

背景技术

激光器目前已广泛应用在人们的日常生活、工业生产、医疗器械、航空航天、特种装备或军用武器中。激光器中比较常见的是LD半导体激光器，因为其生产工艺成熟，成本相对较低，已广泛应用于远距离光纤通信、无线通信、激光打标、激光测距、激光雷达、激光武器等领域。

LD激光器一般采用恒流电流进行驱动，一般情况下激光器的输出电流为恒定电流或者PWM调制的电流信号，其驱动电流的幅值一般是不变的；而且一般的激光器，其抗浪涌能力很差，工作中出现较大的浪涌电流或者电流过冲，往往容易降低激光器的寿命或者损坏激光器。

在一些特殊的应用场合，如激光打标，激光雷达，激光武器中，往往要求激光器的驱动恒流电流的脉冲宽度可控，而且其电流值可调节。而另外一些应用场合中，要求激光器的恒流驱动电路能满足不同类型的激光器直接接入使用，或者要求采用多个激光器进行串联以提高整个系统激光的输出功率，这就要求电路能使用不同类型激光器的工作电压，以及能输出可调的电流和脉冲。

现有技术中的产品或方案涉及到了一些激光器的恒流驱动电路。例如，文献CN109950790A《一种激光器控制电路、一种激光器装置》提出了一种实现不同结电压的激光器工作的恒流驱动电路，但是此方案只能输出恒定电流，并且电源电压调节是通过外部可调电阻调节的；文献CN111355121A《双脉冲激光驱动系统，驱动电路及驱动方法》提出了一种双脉冲LD激光恒流驱动的电路和方法，但是此方案的电源不可调，并需要两路输入信号控制产生双脉冲，限制了其应用；文献CN110445011A《一种激光电源恒流驱动电路及方法》主要解决激光器使用的稳定性和寿命，并未考虑到激光器工作的效率和PWM脉宽调制的应用；文献CN105208739B《激光光源恒流驱动装置》提出了一种DC/DC电源供电的恒定电流输出激光器驱动电路，并未实现激光器电压的调节和激光器的PWM脉宽调制工作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供了一种激光器的工作电压自适应的，并且具有PWM脉宽调制输出功能的激光器恒流驱动电路。本发明电路采用四路AD芯片采集了输入电源电压、激光器正极电压、激光器负极电压、取样电阻上的电压，将电压经过电压跟随和AD采样后输入给MCU作为PID调节的参数，反馈控制开关电源的输出电压，以此来控制恒流驱动电路中功率MOS管的压降，从而降低了热耗散，实现较高的效率；同时，采用模拟开关芯片作为PWM信号的控制开关，采用多路DA转换电路的输出电压作为输出电流的参考值，采用MCU实现脉宽和频率设置，可以很容易实现频闪和阶梯电流调节。

为解决上述技术问题，本发明又提供了一种电压自适应激光器驱动电路，包括：开关电源1，激光器2，恒流驱动电路3，电流设置电路4，MCU控制电路5，电压采集电路6，电压设置电路7；

所述开关电源1，分别与所述激光器2和所述电压设置电路7相连，用于为所述激光器2和所述电压设置电路7提供电能；

所述激光器2，分别与所述开关电源1和所述恒流驱动电路3相连，用于产生光线；

所述恒流驱动电路3，分别与所述激光器2和所述电流设置电路4相连，用于将流过所述激光器2的电流控制为恒定电流；