[发明专利]激光器恒流驱动方法及LED光源驱动电路

说明书

本发明公开了一种窄脉宽高功率激光器恒流驱动电路的驱动方法，包括：输出恒定电流的步骤：根据激光器所需要的恒定电流值I1，计算第一模拟开关的输出电压值V2，设置电压信号DA1的电压值等于V2的电压值，设置PWM信号为恒定电压信号，使所述第一模拟开关的第二端子连接到输出端子；输出脉冲电流的步骤：根据激光器所需要的脉冲电流值的幅值I1，计算第一模拟开关的输出电压值V2，设置电压信号DA1的电压值等于V2的电压值，设置PWM信号为窄脉宽信号，使第一模拟开关芯片的第一端子和第二端子根据PWM信号分别连接到输出端子。本发明电路通过PWM信号调制第一模拟开关输出脉宽调制电压，使输出电流与PWM波形对应，达到窄脉宽高功率激光器恒流驱动的目的。

本申请是申请日为2021年7月2日、申请号为202110746862.9、发明名称为“窄脉宽高功率激光器恒流驱动电路及光模块”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及激光器恒流驱动电路技术领域，特别涉及一种窄脉宽高功率激光器恒流驱动电路的驱动方法及LED光源驱动电路。

背景技术

半导体激光器在激光通信、激光打标、激光测距、激光雷达等领域获得了广泛的应用。半导体激光器的一个特点是采用恒流电流驱动，因此要产生高稳定性波长的激光，要求具有恒流电流具有高的稳定性，并且浪涌电流小，无反向过冲电流的特点。目前激光器恒流驱动电路的方案种类繁多，但是还是很难找到一种采用激光器的输出端接地，同时具有电流的脉宽宽度和幅值任意可调，且具有高功率窄脉宽恒流输出的驱动电路。

其中一种现有的方案是采用功率晶体管，例如NPN三极管、达林顿管、NMOS管，使其工作在线性恒流方式，实现激光器的恒定或者脉冲工作，因为NMOS管跨导高，可以实现更高的速率，而且NMOS管电路可以与TTL电平兼容，因此目前在产品中得到了广泛的应用。如专利文献CN106444951A公布了《超高速大电流脉冲式恒流源》，采用NPN型达林顿晶体管工作在线性恒流状态，采用电流串联负反馈电路，实现超高速脉冲电流的驱动。如专利文献CN111629490A公布了《一种电流可调及PWM闪频控制的恒流驱动电路及控制方法》，采用NMOS管或达林顿管工作在线性恒流状态，采用电流并联负反馈电路，实现的恒流驱动电路。这些电路要求激光器工作时采用悬浮工作，这样此种驱动方式就不满足一些具有监测功能的激光器，其要求激光器的恒流输出的端子必须接地的场合工作。

另一种现有的方案也是采用功率晶体管，使其工作在开关模式，在开关关断时给激光器并联的电容充电或放电，在开关开启时瞬间给激光器并联的电容放电或者充电，达到对激光器高速窄脉宽驱动的目的。如专利文献CN108011293B提出《一种窄脉宽红外半导体激光器驱动电路》，将储能电容和激光器串联后并联在NMOS管的漏极和接地端，通过脉宽驱动NMOS管，达到激光器输出窄脉宽光斑的目的。这种方式使可以实现很窄的激光器脉冲电流输出，但是其输出电流幅值不可调节，脉宽的变化对输出电流幅值影响较大。

还有一种现有的方案是采用CMOS电路、电流镜电路实现激光器的恒流驱动。如专利文献CN109818257B《一种CMOS工艺激光驱动电路》采用CMOS集成电路和电流镜方式实现的激光器恒流电路，以及专利文献CN110783813A《一种纳秒窄脉冲激光的驱动装置》采用CMOS电路实现脉冲恒流输出。同样这些方案较难实现输出电流脉宽的精确控制，限制了其应用。

发明内容

有鉴于此，本发明解决的技术问题至少包括：一是通过晶体管(诸如PMOS晶体管)的漏极连接激光器的阳极，激光器的阴极连接信号地，以利于激光器散热和多激光器并联；二是使晶体管工作在线性恒流区，并且处于电流并联深度负反馈状态，可以达到输出电流幅值、电流脉宽精确可控；三是采用匹配的信号调整电路和脉冲移相电路，可以实现激光器的窄脉宽和高功率的输出。