一种基于usb供电的脉冲vcsel激光驱动电路的制作方法
【专利摘要】一种基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路及方法，该电路包括：一VCSEL激光驱动电路，用于驱动VCSEL阵列；一储能电路，用于存储电能，提供所述VCSEL激光驱动电路驱动电能，所述储能电路电连接于所述VCSEL激光驱动电路；和一电源处理模块，用于提供电能于所述储能电路，所述电源处理模块电连接于所述储能电路，其中所述电源模块包括一USB接口和一电源处理模块，所述电源处理模块电连接于所述USB接口。
【专利说明】
一种基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路
技术领域
[0001]本发明涉及一种VCSEL激光驱动电路，更进一步，涉及一种应用于手持式激光投影、3D扫描产品的VCSEL阵列驱动以及激光逆投影产品的检测供电模块。
【背景技术】
[0002]VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser垂直腔面发射激光器)是一种新型半导体激光器，具有单纵模运行、圆截面出射光、易于构成二维阵列以及适于在线晶片级测试等优越性能，被广泛应用于光电通信以及光电控制等领域。
[0003]VCSEL阵列是大功率恒流驱动器件，一般情况下需要外置专用大功率恒流电路驱动工作。因此当一些小功率设备，如手持式便携设备，3D扫描产品以及激光逆投影模组等在电路中应用VCSEL阵列时，由于设备的低电压，小电流等供电特性，使得在这些产品中不能很好的应用VCSEL阵列，从而限制了设备的性能。
[0004]在一些手持便携设备中应用了 VCSEL阵列，有锂电池或者PC(PersonalComputer)机的USB (Universal Serial Bus通用串行总线)端口作为基础供电，众所周知，对于小型便携设备，如手持式激光投影笔，都是采用容量较小的电池，输出电压和电流都较低，而PC机的USB端口的输出电压一般为5V，也是属于低电压，因此，这些使用了 VCSEL阵列的设备的供电方式，无法提供足够的驱动能量，使得VCSEL阵列正常工作。
[0005]每个电子器件根据自身的电气性能，都存在各自的额定电流、额定电压等电学参数，因此不可能通过单纯改变整体电气设备自身的参数去适应VCSEL阵列工作，如何在不影响设备中原有电子器件的正常工作，同时使得VCSEL阵列可以正常工作，发挥其应有的性能，这是VCSEL应用于手持式激光投影、3D扫描产品的VCSEL阵列驱动以及激光逆投影产品的检测供电模块等电子设备时需要解决的重要问题。
【发明内容】
[0006]本发明的主要目的在于提供一种基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路，其通过电路实现了在低电压/小电流下高效驱动VCSEL阵列工作。
[0007]本发明的另一目的在于提供一种基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路，其通过电路实现在低电压/小电流下高效驱动VCSEL激光器工作。
[0008]本发明的另一目的在于提供一种基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路，其通过一储能单元，提供VCSEL激光驱动电路工作电流。
[0009]本发明的另一目的在于提供一种基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路，其通过一开关电路，控制电路电源处理模块和VCSEL激光驱动电路与储能单元的电路通断。
[0010]本发明的另一目的在于提供一种基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路，其通过超级电容器储存电能。
[0011]本发明的另一目的在于提供一种基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路，其通过超级电容器向VCSEL激光驱动电路提供驱动电能。
[0012]本发明的另一目的在于提供一种基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路，开关电路包括场效应管，控制所述超级电容与所述电源处理模块以及VCSEL激光驱动电路的通断。
[0013]本发明的另一目的在于提供一种基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路，其对VCSEL阵列的驱动方式由原有的直流驱动变为脉冲驱动，使得VCSEL阵列的发热量减小，从而工作更加稳定，可靠性增加。
[0014]本发明的另一目的在于提供一种基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路，其输出PffM脉冲，使得驱动方式由原有的直流驱动变为脉冲驱动。
[0015]本发明的另一目的在于提供一种基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路，其输出PffM脉冲，可调节输出电压，确保VCSEL激光器恒流正常工作。
[0016]本发明的另一目的在于提供一种基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路，其采用双PffM脉冲输出，控制驱动脉冲下降沿拖尾现象。
[0017]本发明的另一目的在于提供一种基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路，其驱动电路体积减小，实现产品的轻量化。
[0018]本发明的另一目的在于提供一种基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路，其采用脉冲间隙对大容量超级电容快速充电，在脉宽时间内利用超级电容的快速放电与高能量密度特性，解决了毫秒级脉冲期间恒流大电流驱动。
[0019]为了实现以上发明目的，本发明提供一种基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路，其包括:
[0020]一 VCSEL激光驱动电路，用于驱动VCSEL阵列；
[0021 ] 一储能电路，用于存储电能，提供所述VCSEL激光驱动电路驱动电能，所述储能电路电连接于所述VCSEL激光驱动电路；和
[0022]—电源处理模块，用于提供电能于所述储能电路，所述电源处理模块电连接于所述储能电路，其中所述电源模块包括一 USB接口和一电源处理模块，所述电源处理模块电连接于所述USB接口。
[0023]优选地，所述储能保护电路包括一储能单元，当所述VCSEL激光驱动电路输出脉冲为低电平时，所述电源处理模块向所述储能单元充电。
[0024]优选地，所述电源处理模块电连接于所述储能单元。
[0025]优选地，所述电源处理模块电连接于所述微处理器单元。
[0026]优选地，当所述VCSEL激光驱动电路输出为高电平时，所述储能单元向所述VCSEL激光驱动电路提供电能。
[0027]优选地，其中所述储能保护电路包括一开关电路，所述开关电路控制所述电源处理模块和所述VCSEL激光驱动电路与所述储能单元的电路通断。
[0028]优选地，所述储能单元包括至少一超级电容器。
[0029]优选地，所述开关电路包括一场效应管。
[0030]优选地，当所述场效应管控制所述VCSEL激光驱动电路和所述电源模块与所述超级电容的通断。
[0031 ] 优选地，所述VCSEL激光驱动电路包括一 DC/DC转换电源模块和一采样反馈模块，所述DC/DC转换电源模块用于转换所述储能单元输入电源，所述采样反馈模块用于反馈信息于所述微处理器单元。
[0032]优选地，其中所述VCSEL激光驱动电路采用PffM脉冲驱动所述VCSEL激光器。
[0033]优选地，其中所述VCSEL激光驱动电路采用双PffM脉冲驱动所述VCSEL激光器。
[0034]优选地，其进一步包括一 UART编程接口，连接于所述微处理器单元。
[0035]根据本发明的另外一方面，还提供一种VCSEL激光器驱动方法，其包括如下步骤:
[0036]提供一电源模块，一储能保护电路，所述电源模块向所述储能保护电路充电；
[0037]提供一 VCSEL激光驱动电路，所述储能保护电路向所述VCSEL激光驱动电路供电；和
[0038]所述VCSEL激光驱动电路脉冲驱动所述VCSEL激光器。
[0039]优选地，上述方法适用于USB供电方式。
[0040]优选地，在上述方法中，在所述步骤(A)中，所述电源模块包括一 USB接口和一电源处理模块，所述电源处理模块电联接于所述USB接口。
[0041]优选地，在上述方法中，在所述步骤(A)中，所述储能保护电路包括一储能单元和一开关电路，所述开关电路控制所述储能单元和所述电源处理模块的通断。
[0042]优选地，在上述方法中，所述VCSEL激光驱动电路采用脉冲驱动所述VCSEL激光器。
[0043]优选地，在上述方法中，当所述VCSEL激光驱动电路输出脉冲为低电平时，所述电源处理模块向所述储能单元充电，当所述VCSEL激光驱动电路输出为高电平时，所述储能单元向所述VCSEL激光驱动电路提供电能。
[0044]优选地，在上述方法中，所述储能单元包括至少一超级电容器。
[0045]优选地，在上述方法中，所述开关电路包括一场效应管。
[0046]优选地，在上述方法中，所述场效应管控制所述VCSEL激光驱动电路和所述电源模块与所述超级电容的通断。
[0047]优选地，在上述方法中，所述VCSEL激光驱动电路采用PffM脉冲驱动所述VCSEL阵列。
[0048]优选地，在上述方法中，所述VCSEL激光驱动电路采用双PffM脉冲驱动所述VCSEL阵列。
[0049]优选地，在上述方法中，进一步包括步骤:通过一 UART编程接口修改所述PffM脉冲脉宽占空比。
【附图说明】
[0050]图1是根据本发明的一优选实施例的一种基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路的电路模块图。
[0051 ] 图2是根据本发明的一优选实施例的基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路的另一电路模块图。
[0052]图3是根据本发明的一优选实施例的基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路的储能示意图。
[0053]图4是根据本发明的一优选实施例的基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路的驱动示意图。
[0054]图5是根据本发明的一优选实施例的基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路的电路图。
[0055]图6是根据本发明的一优选实施例的基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路的又一电路模块图。
[0056]图7是根据本发明的一优选实施例的基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路的方法框图。
【具体实施方式】
[0057]以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，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发明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发明的精神和范围的其他技术方案。
[0058]如图1，图2所示，是根据本发明的一优选实施例的基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路的电路模块图。所述基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路包括一 VCSEL激光驱动电路，用于驱动一 VCSEL阵列；一储能保护电路，用于提供驱动电流于所述激光于所述VCSEL激光驱动电路，电连接于所述VCSEL激光驱动电路；和一电源模块，用于提供电能于所述储能保护电路，电连接于所述储能保护电路。
[0059]值得一提的是，当所述基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路应用于一电气设备时，所述电源模块可以通过从外部设备获取电能，从而提供电能于所述储能保护电路；也可以通过自身集成直流电源的方式提供电能于所述储能保护电路，从而提供电能于所述VCSEL激光驱动电路，驱动所述VCSEL激光驱动电路工作；还可以是所述电源模块直接连接于所述电气设备中的原有电源，通过所述电源模块的转换，提供电能于所述VCSEL激光驱动电路。如，在手持式便携设备中，可以将手持便携设备的电池集成于所述电源模块，从而直接提供低电压电能。也就是说，所述脉冲VCSEL激光驱动电路使得低压电源设备可以驱动VCSEL阵列工作，使得原本需要大功率驱动设备驱动的VCSEL阵列可以在低电压条件下实现驱动，而不限于输入电压的类型。以下具体说明实现方式。
[0060]根据本发明的一优选实施例，所述电源模块包括一 USB接口和一电源处理模块，所述电源处理模块电连接于所述USB接口。所述USB接口用于电连接外部设备，也就是说，通过所述USB接口可以通过连接线等电连接于任何外部可以提供电源的设备，从而获得可以提供于所述储能保护电路的电能。
[0061]根据电气基础知识，不同的电气元件或电气设备具有各自的额定工作电压、额定工作电流等电气参数，不同的电气元件或电气设备要连接于同一级电路时，需要满足相同的电压等级，从而保证各电气元件在正常状态下工作。根据本发明的一优选实施例，所述电源处理模块用于转换电能，从而使得由所述USB接口接入的电压等级适于所述储能保护电路。
[0062]所述电源处理模块可以是一电压电流转换器，将由所述USB接口接入的电压或者电流转换为与所述储能保护电路的相适应的电压或电流。
[0063]值得一提的是，电源接入方式优选所述USB接口形式，另外所述驱动电路可以从外部接入电源，也可以在内部设置电源，如设置电池模块，在内部提供电源，不需要从外部接入。
[0064]根据本发明的一优选实施例，所述储能保护电路包括一储能单元和一开关电路。所述储能单元用于存储电能，提供电能于所述VCSEL激光驱动电路。所述开关电路用于控制所述电源处理模块和所述VCSEL激光驱动电路与所述储能单元的电路通断。
[0065]参照图5所示，所述基于低电压的脉冲VCSEL激光驱动电路包括一 VCSEL激光器，所述VCSEL激光驱动电路驱动所述VCSEL激光器工作。所述VCSEL激光器包括VCSEL阵列，也就是说，所述VCSEL激光驱动电路驱动所述VCSEL阵列工作。
[0066]更进一步，所述VCSEL输出驱动脉冲，通过脉冲方式驱动所述VCSEL激光器，由原有的直流驱动方式变为脉冲驱动方式，使得VCSEL阵列不需要一直处于恒流通电状态，从而减少所述VCSEL激光器阵列的发热量，工作更加稳定，可靠性增加。
[0067]当所述VCSEL激光驱动电路输出高电平脉冲，也就是说，所述VCSEL激光驱动电路工作需要驱动所述VCSEL阵列工作时，由于VCSEL阵列是大功率恒流驱动器件，通常情况需要外置专门大功率恒流电路驱动，因此当低电压直接输入时，不能提供足够的驱动能量。根据本发明的一优选实施例，当所述VCSEL激光驱动电路输出高电平脉冲时，所述开关电路控制所述储能单元电连接于所述VCSEL激光驱动电路，提供驱动能量于所述VCSEL激光驱动电路工作，从而驱动所述VCSEL激光器工作；当所述VCSEL激光驱动电路输出低电平的脉冲间隙，所述开关电路控制所述储能单元与所述VCSEL激光驱动电路断开，所述电源处理模块电连接于所述储能单元，补充电能于所述储能单元。
[0068]更进一步，也就是说，当所述VCSEL激光器需要驱动工作时，所述储能保护电路的所述储能单元通过存储的电能而提供足够的驱动能量于所述VCSEL激光驱动电路，从而使得所述VCSEL激光驱动电路驱动所述激光器工作，当所述VCSEL激光器处于脉冲低电平间隙时，所述储能保护电路的储能单元通过所述USB接口接入的外部电路经过所述电源处理模块的转化而储存电能，以备所述VCSEL激光驱动电路工作时使用。其中，所述VCSEL激光驱动电路和所述电源处理模块与所述储能单元电路的通断由所述开关电路控制。
[0069]由上述可以看到，通过所述储能电路储存由所述USB接口接入的低电压电能，间接的提供满足驱动所述VCSEL激光驱动电路工作的电能，从而使得所述USB接口接入的低电压可以驱动VCSEL激光驱动电路工作，从而驱动所述VCSEL激光器工作，从而解决了低电压不能驱动所述VCSEL激光器工作的问题。
[0070]进一步，需要解决电能存储的问题，根据本发明的一优选实施例，所述储能单元包括至少一超级电容，用于存储电能。所述开关电路包括一场效应管。参照图5所示，所述超级电容电连接于所述储能保护电路，所述场效应管电连接于所述储能保护电路。
[0071]更进一步，所述VCSEL激光驱动电路采用双输出PMff (Pulse Width Modulat1n脉冲宽度调制)脉冲，分别表示为PWMl和PWM2，参照图5所示，一路PMffl脉冲由所述储能保护电路输出，当所述储能保护电路输出PMffl脉冲处于低电平脉冲间隙时，所述储能保护电路的所述场效应管控制接通所述电源处理模块和所述超级电容，也就是说，所述场效应管接通所述USB接口的外部电源和所述超级电容，参照图5，VIN为接入所述储能保护电路的电压，也就是通过所述电源处理模块处理后有所述USB接口接入的电压，通过由所述USB接口接入的电压VIN为所述超级电容充电。当所述储能保护电路输出PMffl脉冲处于高电平工作时，所述储能保护电路的所述场效应管断开所述电源处理模块和所述超级电容，所述超级电容与所述VCSEL激光驱动电路接通，所述超级电容快速放电，提供驱动电能于所述VCSEL激光驱动电路。
[0072]根据本发明的一优选实施例，参照图2，所述基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路进一步包括一微处理器单元，用于提供控制信号于所述储能保护单元和所述VCSEL激光驱动电路。所述微处理器单元信号连接于所述USB接口，所述微处理器单元电连接于所述电源处理模块。所述微处理器单元信号连接所述储能保护电路和所述VCSEL激光驱动电路。
[0073]所述VCSEL激光驱动电路包括一 DC/DC转换电源模块和一采样反馈模块。所述DC/DC电源模块用于转换所述储能保护电路的所述储能单元输入的电源。所述采样反馈模块用于将所述VCSEL激光驱动电路信息反馈于所述微处理器单元。
[0074]另一路PWM2脉冲设置于所述VCSEL激光驱动电路的的DC/DC转换电源模块，所述脉冲PffMl和所述脉冲PWM2相配合，形成双脉冲输出，控制了驱动脉冲在下降沿的拖尾现象。
[0075]由所述USB接口接入的电能经所述电源处理模块处理后被分为两路，一路接入所述微处理器单元，提供所述微处理器单元的工作，另一路接入所述储能保护电路，为储能单元提供存储的电能。所述微处器单元由所述电源处理模块提供工作电能，接收所述USB接口输入的信号，提供控制信号于所述储能保护电路和所述VCSEL激光驱动电路，并且接收由所述VCSEL激光驱动电路返回的采样反馈，进而由所述微处理器单元控制所述储能保护电路的工作。
[0076]具体地，当所述VCSEL激光器处于脉冲工作期间，也就是脉宽时间内，所述微处理器单元提供控制信号于所述储能保护电路，通过控制所述场效应管的关断与所述电源处理模块的输入电流，保护由于所述VCSEL激光器在大电流工作期间拉低整个系统的工作电压，导致系统的不稳定或者无法正常工作。此时，所述微处理器单元提供控制信号于所述储能保护电路的所述开关电路，接通所述储能保护电路的储能单元和所述VCSEL激光驱动电路，断开所述储能保护单元的所述储能单元和所述电源处理模块，由所述储能保护电源的大容量超级电容瞬间释放的电能为所述VCSEL激光驱动电路提供输入电流。
[0077]当所述VCSEL激光器脉冲间隙，所述微处理器单元提供控制信号于所述储能保护电路，通过控制所述储能保护电路的所述场效应管打开与所述电源处理模块的输入电流。此时，所述储能单元与所述VCSEL激光驱动电路断开，所述储能保护电路的所述储能单元的所述超级电容由所述电源处理模块获取电能而充电储能。
[0078]由超级电容基本特性可以知道，超级电容电容量大，由于其特有的结构，具有高能量密度，可以提供很大的放电电流，比如2700F的超级电容额定放电电流不低于950A，放电峰值电流可以达到1680A，而一般的蓄电池或者干电池不能有如此高的放电电流，一些高放电电流的蓄电池在如此高的电流下工作时，寿命将大大降低。超级电容可以在数十秒到数分钟内快速充电，蓄电池在如此短时间内充电将会特别危险。根据本发明的优选实施例，充分利用超级电容的特性，在脉冲间隙对大容量超级电容快速充电，在脉宽时间内利用超级电容的快速放电与高能量密度特性，对所述VCSEL激光驱动电路快速放电，解决了毫秒级脉冲期间恒流大电流驱动。
[0079]根据本发明的一优选实施例，所述VCSEL激光驱动电路的所述DC/DC转换电源模块采用大电流同步整流BUCK型DC/DC转换电源模块。所述大电流同步整流BUCK型DC/DC转换电源模块以其转换效率高、集成度高的特点在便携式设备上得到了广泛的应用。
[0080] 值得一提的是，所述脉VCSEL激光驱动电路运用PffM电流峰值控制方式，大大提高了负载的瞬态响应。根据本发明的优选实施例，所述BUCK型DC/DC转换电源模块的PffM控制方式是在固定频率下，通过控制PWM脉冲信号的占空比实现对输出电压的调整。所述采样反馈电路实时采集VCSEL激光器在工作时的电流，反馈给所述微处理器单元，调整PWM控制信号的占空比，以调节输出电压，确保所述VCSEL激光器恒流正常工作。
[0081 ] 还值得一提的是，根据本发明的一优选实施例，所述VCSEL激光驱动电路是为了适应VCSEL激光器以及其特定工作要求而设计，所述VCSEL激光驱动电路的基本技术指标是:⑴输出电流脉宽3?1ms可调；⑵输出电流脉冲频率5?1hz可调；(3)输出驱动电流2?8A恒流可调。基于上述技术指标，采用脉冲间隙对大容量超级电容快速充电储能，在脉冲期间内利用超级电容快速放电以及高能量密度特性，加上工程应用中系统规模最小化、合理化以及便携式的要求下，采用了上述基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路。基于输出电流PMff脉宽以及频率可调，所以在超级电容容量的选择上，需要适当的放宽。假设该VCSEL激光驱动电路的输出电流脉宽为10ms，频率为10hz，输出电流为8A，即在一个脉冲周期内，1ms的脉冲期间VCSEL激光器工作，剩余的90ms脉冲间隙内超级充电，按照超级电容的充放电公式:C = I*dt/dv，I为平均最大工作电流8A，dt为放电时间10ms，dv压降为5V，由此可以粗略的计算出该超级电容所需的最小容量。反之充电时间也客由上述理论计算公式得出。所述场效应管开关速度极快，一般可以达到ns级别的开关速度，同时不会造成电流尾拖现象。鉴于场效应管上述性能，所述场效应管器件完全满足VCSEL激光驱动电路的设计指标。
[0082]还值得一提的是，所述超级电容和所述场效应管的应用，在工程应用上，使得所述基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路规模小型化，电路整体体积较小，轻量化，适于应用于手持式激光投影、3D扫描产品的VCSEL阵列驱动以及激光逆投影产品的检测供电模块等电子广品。
[0083]还值得一提的是，参照图6所示，所述基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路预留 UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器)编程接口，通过所述UART编程接口修改驱动脉冲PffM占空比，精密调整驱动电流大小。
[0084]参照图7所示，根据上述优选实施例，本发明提供一种VCSEL激光器驱动方法，所述方法包括如下步骤:
[0085]⑷提供一电源模块，一储能保护电路，所述电源模块向所述储能保护电路充电；
[0086](B)提供一 VCSEL激光驱动电路，所述储能保护电路向所述VCSEL激光驱动电路供电-M
[0087](C)所述VCSEL激光驱动电路脉冲驱动所述VCSEL激光器。
[0088]特别地，所述VCSEL激光器驱动方法优选地适用于USB供电方式。
[0089]所述步骤㈧中，所述电源模块包括一 USB接口和一电源处理模块，所述电源处理模块电联接于所述USB接口。
[0090]所述步骤(A)中，所述储能保护电路包括一储能单元和一开关电路，所述开关电路控制所述储能单元和所述电源模块的通断。所述储能单元包括至少一超级电容。也就是说，所述电源模块向所述超级电容充电，以使得所述超级电容存储电能，以便于向所述VCSEL激光驱动电路释放电能。
[0091 ] 由于所述VCSEL激光驱动电路通过输出脉冲驱动所述VCSEL激光器，也就是说，在一个工作周期内，存在高电平脉冲工作时段和低电平脉冲间隙，在所述步骤(B)中，当所述VCSEL激光驱动电路输出脉冲为高电平时，所述储能保护单元向所述VCSEL激光驱动电路供电，当所述VCSEL激光驱动电路输出脉冲为低电平脉冲间隙时，所述储能保护电路停止向所述VCSEL激光驱动电路供电。
[0092]特别地，所述步骤⑶中，当所述VCSEL激光驱动电路输出脉冲为高电平时，所述超级电容向所述VCSEL激光驱动电路供电，当所述VCSEL激光驱动电路输出脉冲为低电平脉冲间隙时，所述超级停止向所述VCSEL激光驱动电路供电，所述电源模块向所述超级电容充电。
[0093]优选地，所述开关电路包括一场效应管，所述场效应管控制所述电源模块和所述VCSEL激光驱动电路与所述超级电容的通断。
[0094]优选地，所述VCSEL激光驱动电路采用双PffM输出，以控制PffM脉冲下降沿的拖尾现象。
[0095]本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。
【主权项】
1.一种基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路，其特征在于，包括: 一 VCSEL激光驱动电路，用于驱动一 VCSEL激光器； 一储能保护电路，用于存储电能，提供所述VCSEL激光驱动电路驱动电能，所述储能保护电路电连接于所述VCSEL激光驱动电路； 一微处理器单元，用于控制所述储能保护电路和所述VCSEL激光驱动电路；和一电源模块，用于提供电能于所述储能保护单元和所述微处理器单元，其中所述电源模块包括一 USB接口和一电源处理模块，所述电源处理模块电连接于所述USB接口。2.如权利要求1所述的基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路，其中所述储能保护电路包括一储能单元，当所述VCSEL激光驱动电路输出脉冲为低电平时，所述电源处理模块向所述储能单元充电。3.如权利要求2所述的基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路，其中，所述电源处理模块电连接于所述储能单元。4.如权利要求2所述的基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路，其中，所述电源处理模块电连接于所述微处理器单元。5.如权利要求2所述的基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路，当所述VCSEL激光驱动电路输出为高电平时，所述储能单元向所述VCSEL激光驱动电路提供电能。6.如权利要求2所述的基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路，其中所述储能保护电路包括一开关电路，所述开关电路控制所述电源处理模块和所述VCSEL激光驱动电路与所述储能单元的电路通断。7.如权利要求2所述的基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路，其中所述储能单元包括至少一超级电容器。8.如权利要求7所述的基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路，其中所述开关电路包括一场效应管。9.如权利要求8所述的基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路，当所述场效应管控制所述VCSEL激光驱动电路和所述电源模块与所述超级电容的通断。10.如权利要求1至9中任一基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路，其中所述VCSEL激光驱动电路包括一 DC/DC转换电源模块和一采样反馈模块，所述DC/DC转换电源模块用于转换所述储能单元输入电源，所述采样反馈模块用于反馈信息于所述微处理器单J L ο11.如权利要求1至9中任一所述的基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路，其中所述VCSEL激光驱动电路采用PffM脉冲驱动所述VCSEL激光器。12.如权利要求14至23任一所述的基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路，其中所述VCSEL激光驱动电路采用双PffM脉冲驱动所述VCSEL激光器。13.如权利要求14至23中任一所述的基于USB供电的脉冲VCSEL激光驱动电路，进一步包括一 UART编程接口，连接于所述微处理器单元。14.一种VCSEL激光器驱动方法，其特征在于，包括如下步骤: (A)提供一电源模块，一储能保护电路，所述电源模块向所述储能保护电路充电； (B)提供一VCSEL激光驱动电路，所述储能保护电路向所述VCSEL激光驱动电路供电；和 (C)所述VCSEL激光驱动电路脉冲驱动所述VCSEL激光器。15.如权利要求14所述的VCSEL激光器驱动方法，其适用于USB供电方式。16.如权利要求15所述的VCSEL激光器驱动方法，所述步骤(A)中，所述电源模块包括一 USB接口和一电源处理模块，所述电源处理模块电联接于所述USB接口。17.如权利要求16所述的VCSEL激光器驱动方法，所述步骤㈧中，所述储能保护电路包括一储能单元和一开关电路，所述开关电路控制所述储能单元和所述电源处理模块的通断。18.如权利要求17所述的VCSEL激光驱动方法，其中，所述VCSEL激光驱动电路采用脉冲驱动所述VCSEL激光器。19.如权利要求18所述的VCSEL激光驱动方法，其中当所述VCSEL激光驱动电路输出脉冲为低电平时，所述电源处理模块向所述储能单元充电，当所述VCSEL激光驱动电路输出为高电平时，所述储能单元向所述VCSEL激光驱动电路提供电能。20.如权利要求14至19中任一所述的VCSEL激光驱动方法，其中所述储能单元包括至少一超级电容器。21.如权利要求14至19中任一所述的VCSEL激光驱动方法，其中所述开关电路包括一场效应管。22.如权利要求14至19中任一所述的VCSEL激光驱动方法，所述场效应管控制所述VCSEL激光驱动电路和所述电源模块与所述超级电容的通断。23.如权利要求14至19中任一所述的VCSEL激光驱动方法，其中所述VCSEL激光驱动电路采用PWM脉冲驱动所述VCSEL阵列。24.如权利要求14至19中任一所述的VCSEL激光驱动方法，其中所述VCSEL激光驱动电路采用双PWM脉冲驱动所述VCSEL阵列。25.如权利要求24所述的VCSEL激光驱动方法，进一步包括步骤:通过UART编程接口修改所述PWM脉冲脉宽占空比。
【文档编号】H01S5/042GK105990788SQ201510078530
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月13日
【发明人】周焕标, 周炳, 王宗泽
【申请人】宁波舜宇光电信息有限公司