元并联在一起，流过二 极管D4和R5上的电流值也增大，此增大的作用为减小了流过Ql的BE间的电流，从而减小流 过Ql的CE间的电流，达到了稳定激光器输出电流的目的。当环境溫度变低时，其原理和W上 描述相同，同样D5和R7的作用也与W上描述相同，在此不多寶述。
[0035] 电压跟随单元104的作用为设置V6的电压值与V7的电压值相同，此运放要求其输 入偏置电流和电压较小，它的一端与激光器正端相连，另一端与比较单元1运放输入正极相 连。
[0036] 激光器保护单元105包括与激光器并联的二极管和电容。其作用为当电路上电时， 电容Cl对激光器两端过电压保护，当激光器的反向瞬时电压大于零时，二极管D2导通，二极 管D2起保护作用，但此二极管反向恢复时间要短。激光器保护单元105不但能对系统上电时 电压不稳易造成激光器的损坏的做出保护，也能对电压调节时激光器的电流瞬间突变做出 抑制。
[0037] 外部供电单元106为整个驱动电路提供电源Vcc,为减少电源种类，本电流源所有的 器件供电电源都为3.3V，本设计选用的是一标准3.3V输出的电源模块，其输出电流大于1A， 输出纹波小于50mV。
[0038] 目标电流设置单元107的作用为设置电流源的输出电流，其组成主要为一输出电 压可设置的数模转换器(DAC)，其信号输入端为单片机，接口为一标准I2C总线。本激光器的 设计输出电流最大为400mA，RlO的阻值为5.1欧姆，模数转换器可输出电压值为2.04VW = 1城=0.4巧.1 = 2.04V)，模数转换器的参考电压源值为2.048V，此单元的输出位数达到16 位或更高W保证激光器驱动电流精度。
[0039] 激光器驱动单元108的作用是输出电流给激光器，其主要组成为两个=极管串在 一起，两个S极管分别为NPN型和PNP型，如附图所示，Ql的集电极与电源相连，基极与Q2的 基极连在一起并与电压加速调节单元102相连，发射极与Q2的发射极相连。Q2的集电极与地 连在一起，Ql和Q2的发射集与电流采样单元110连在一起。用此图腾柱输出形式取代传统的 =极管输出有两个作用，一是增加输出电流能力，二是提高=极管的反应速度。提高=极管 的反应速度主要表现在当电压V4变小时，Q2的发射极吸收电流，但传统的电路无此作用。
[0040] 激光器109可为宽带光源、DFB激光器窄带光源，也可W为具有电阻、电容和电感特 性的负载或=者任意组合。
[0041] 电流采样单元110与激光器驱动单元108连接，电流采样单元110的作用为采集流 过激光器109的电流，本单元由一小阻值电阻构成，其一端与激光器驱动端连接，另一端与 激光器109的正极连在一起，串连在激光器驱动电路的回路里。此电阻要求具有低溫漂，高 精度的特性，本设计选用电阻阻值为5.1欧，功率为0.25W，材料为金属膜。
[0042]电压反馈计算单元111与目标电流设置单元107、电压比较单元101连接，电压反馈 计算单元111的作用为将输入电压值与输出电压值转给电压比较单元101，本驱动的输出电 流计算公式为：
[0044] 由此公式可知输出电流准确性和31，1?2，1?4，1?8有关，本实用新型中选用排阻为 化，封装为0603的电阻，其精度误差小于0.5%，且溫漂小于50ppm。
[0045] 本实用新型的实施例中，如图4所示，溫度补偿单元103中的二极管D4为娃材料制 作，反向恢复时间要快，其导通电压约为0.6V。电阻为贴片0603封装，其精度为1%，可选用 二极管1M148,其材料特性与S极管Ql和Q2相同。
[0046] 激光器保护单元105中，二极管Dl为肖特基二极管，漏电流要小于ImA,可选用 1N5822,电容Cl容值小于IOnF,封装为0805封装，此电容的ESR要低，材质为NPO或COG。电容 Cl与激光器109对应引脚就近布置，二极管Dl正极与激光器109的负极LD-相连，二极管Dl负 极与激光器109正极LD+相连。
[0047] 综上，本实用新型的激光器恒流源驱动电路具有环境溫度补偿功能，又具有对输 入信号快速响应功能，还具有当驱动电流工作异常对激光器做相应保护的功能。
[0048] 应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可W根据上述说明加 W改进或变换， 而所有运些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
【主权项】
1. 一种激光器恒流源驱动电路，其特征在于，包括电压比较单元、电压加速调节单元、 外部供电单元、目标电流设置单元、激光器驱动单元、电流采样单元和电压反馈计算单元； 其中： 外部供电单元为整个驱动电路供电； 激光器驱动单元，与激光器连接，输出电流给激光器； 电压比较单元与目标电流设置单元、电压反馈计算单元连接，将目标电流设置单元输 出的电压值与电压反馈计算单元输出的电压值进行比较，调整激光器的输出电流值； 电压加速调节单元与电压比较单元、激光器驱动单元连接，该电压加速单元加速激光 器驱动单元的开启速度； 电压反馈计算单元与目标电流设置单元、电压比较单元连接，将输入电压值与输出电 压值转给电压比较单元； 电流采样单元与激光器驱动单元连接，采集流过激光器的电流。2. 根据权利要求1所述的激光器恒流源驱动电路，其特征在于，电压比较单元包括一运 算放大器。3. 根据权利要求1所述的激光器恒流源驱动电路，其特征在于，电压加速单元包括第一 电容，激光器驱动单元包括两个晶体管，该第一电容通过温度补偿单元将电荷以逆电流形 式引入两个晶体管的基极内。4. 根据权利要求1所述的激光器恒流源驱动电路，其特征在于，该电路还包括温度补偿 单元，与电压加速单元和激光器驱动单元连接。5. 根据权利要求1所述的激光器恒流源驱动电路，其特征在于，该驱动电路还包括激光 器保护单元，对激光器两端进行过电压保护。6. 根据权利要求5所述的激光器恒流源驱动电路，其特征在于，激光器保护单元包括与 激光器并联的二极管和第二电容，当电路上电时，该第二电容对激光器两端过电压保护，当 激光器的反向瞬时电压大于零时，二极管导通，保护激光器。7. 根据权利要求2所述的激光器恒流源驱动电路，其特征在于，该驱动电路还包括电压 跟随单元，与激光器的正极端、电压比较单元的运算放大器的输入正极相连。
【专利摘要】本实用新型公开了一种激光器恒流源驱动电路，包括电压比较单元、电压加速调节单元、外部供电单元、目标电流设置单元、激光器驱动单元、电流采样单元和电压反馈计算单元；本实用新型具有对输入信号快速响应功能，且在异常时能对激光器作出相应保护，还能起到温度补偿作用。
【IPC分类】H01S3/09
【公开号】CN205282870
【申请号】CN201520968490
【发明人】于本化, 覃玮玮, 董雷
【申请人】武汉理工光科股份有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年11月27日...