专利名称：光模块用低功耗电路及光模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光通信技术领域，具体地说，是涉及光模块用低功耗电路及具有该电路的光模块。
背景技术：
近年来，光模块的发展越来越迅猛，对光模块低功耗和小型化要求的趋势也越来越明显。设备厂商通信设备的体积越来越小，接口板包含的接口密度越来越高，都要求光模块向低功耗、小型化的方向发·展。如SFP+ LR光模块，设备厂商普遍要求其功耗做到IW以内，有的设备厂商更是要求做到O. 8W以内。针对SFP+ ZR光模块，设备厂商也要求做到I. 5W以内的功耗。如果光模块体积减小，会造成散热困难，从而增加了光模块的功耗，因此，对光模块低功耗和小型化的要求是相矛盾的，所以，如何有效降低功耗成为了光模块实现低功耗和小型化发展尤为重要的问题。传统的降低光模块功耗的方法,一般是选用低功耗的集成芯片和高斜向率、高率禹合效率的激光器组件。这种降低光模块功耗的方法存在下述缺陷一是非常依赖集成芯片和光器件组件自身的工艺和性能，非常依赖集成芯片供应厂商和光器件供应厂商对低功耗产品的投入与支持力度；二是这类芯片和激光器组件价格更昂贵，增加了光模块的成本，从而削弱了产品的竞争力；再者，已经采用低功耗集成芯片和高斜向率、高耦合效率的激光器组件后，却仍然达不到设备厂商的低功耗要求时，这种降低光模块功耗的方法立马会走入一个死胡同，面对客户的低功耗要求，显得无能无力。
发明内容本实用新型针对现有光模块实现低功耗时存在的上述缺陷而提供了一种光模块用低功耗电路，通过在电路中设置降压电路单元，可以在不影响光模块中功能电路单元正常工作的前提下降低其供电电压，进而实现降低功耗的目的。为实现上述技术目的，本实用新型的低功耗电路采用以下技术方案予以实现一种光模块用低功耗电路，包括多个功能电路单元及为功能电路单元供电的系统供电电源，还包括有降压电路单元，部分或全部功能电路单元的电源端经降压电路单元与系统供电电源相连接。如上所述的低功耗电路，为兼顾电路结构简化与低功耗，所述降压电路单元的数量为1，所述多个功能电路单元的电源端分别与降压电路单元相连接，进而经降压电路单元与所述系统供电电源相连接。如上所述的低功耗电路，为最大限度地实现各功能电路单元的低功耗，所述降压电路单元的数量与所述功能电路单元的数量相等，每个功能电路单元的电源端分别连接一个降压电路单元，进而经降压电路单元与所述系统供电电源相连接。如上所述的低功耗电路，所述降压电路单元可以采用下述结构来实现包括有可控开关，可控开关中开关通路的电流流入端与所述系统供电电源的电源端相连接，而开关通路的电流流出端经LC串联低通滤波器与系统供电电源的接地端相连接，LC串联低通滤波器的两端并联有续流二极管，与降压电路单元连接的所述功能电路单元的电源端与LC串联低通滤波器中的电容C的正极相连接。其中，所述可控开关为三极管或MOS管中的任一种。此外，本实用新型还提供了一种光模块，通过在光模块中设置低功耗电路，能够以较低的成本实现光模块的低功耗性能。为实现上述技术目的，本实用新型的光模块采用下述技术方案来实现一种光模块，包括接收机电路单元、发射机电路单元、控制电路单元及光组件共四个功能电路单元，还包括有降压电路单元，四个功能电路单元中的部分单元或全部单元的电源端经降压电路单元与为相应单元供电的系统供电电源相连接。如上所述的光模块，为兼顾电路结构简化、光模块小型化及低功耗性能，所述降压·电路单元的数量为1，所述四个功能电路单元的电源端分别与降压电路单元相连接，进而经降压电路单元与为相应功能电路单元供电的系统供电电源相连接。如上所述的光模块，为最大限度地实现各功能电路单元的低功耗、从而实现最低的光模块功耗，所述降压电路单元的数量为4，所述四个功能电路单元分别与其中一个降压电路单元相连接，进而经降压电路单元与为功能电路单元供电的系统供电电源相连接。如上所述的光模块，所述降压电路单元采用下述结构来实现包括有可控开关，可控开关中开关通路的电流流入端与所述系统供电电源的电源端相连接，而开关通路的电流流出端经LC串联低通滤波器与系统供电电源的接地端相连接，LC串联低通滤波器的两端并联有续流二极管，与降压电路单元连接的所述功能电路单元的电源端与LC串联低通滤波器中的电容C的正极相连接。其中，所述可控开关为三极管或MOS管中的任一种。与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是本实用新型利用光模块中的功能电路单元具有较宽供电电压范围的特点，通过设置降压电路单元，将功能电路单元的实际工作电压降低至容许的低电压，降低了功能电路单元的功耗，进而以较低的成本和简单的结构实现了光模块的低功耗性能，满足了设备厂商所提出的低功耗要求，增加了产品竞争力。结合附图阅读本实用新型的具体实施方式
后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。
图I是本实用新型具有低功耗电路的光模块一个实施例的结构示意图；图2是本实用新型具有低功耗电路的光模块另一个实施例的结构示意图；图3是降压电路单元一个实施例的具体电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
进行详细的描述。首先，简要说明本实用新型的技术设计出发点现有光模块中的功能电路单元一般均采用集成芯片来实现，在集成芯片的电气特性中，针对电源的供电电压，一般都标注有一个较宽的电压范围，在该电压范围内集成芯片都能够正常工作。如果芯片的供电电压越低，其功耗就越低。本实用新型结合该特性，考虑在不影响电路正常工作的前提下，尽量降低电路的供电电压，从而达到降低功耗的目的。请参考图I所示的本实用新型具有低功耗电路的光模块一个实施例的结构示意图。如图I所示，该实施例的光模块包括有发射机电路单元11、接收机电路单元12、控制电路单元13及光组件14共四个功能电路单元，系统主板上的系统供电电源17通过光模块的电接口 16为这四个功能电路单元供电。根据光模块的有关标准规定，系统供电电源17为光模块各功能电路单元的供电要满足标准的TTL电平。且不同封装形式的光模块所需要的电源不同，因此，有的系统主板能够提供3. 3V和5V两种供电电源，有的系统主板仅能提供3. 3V的供电电源。为了统一进行表述，图中各功能电路单元的供电采用虚线进行示意，表示各供电电路单元的供电可以是相同或不同的电源网络信号，但均是来自于系统供电电源17。为实现光模块的低功耗，尤其为降低发射机电路单元11、控制电路单元13及光组件14的功耗，该实施例的光模块还设置有一个与电接口 16相连接的降压电路单元15，发射机电路单元11的电源端110、控制电路单元13的电源端130及光组件14的电源端140分别与降压电路单元15相连接，进而经降压电路单元15及电接口 16与系统供电电源17相连接。来自系统供电电源17的电源信号通过降压单路单元15进行直流降压，转换成能够同时满足发射机电路单元11、控制电路单元13及光组件14容许的低电压信号，这三个功能电路单元在低电压的电源信号下工作，从而降低了其功耗。对于功耗要求不是很高的光模块来说，从简化电路结构方面考虑，可以采用该实施例所述的设置一个降压电路单元15的结构，且根据不同功能电路单元的电源电压范围要求，通过该降压电路单元15为其中三个功能电路单元的电源电压进行降压，而接收机电路单元12之间通过系统供电电源17来供电。降压电路单元15可以采用现有技术中能够实现直流降压的各种电路结构来实现，其中的一个具体电路可以采用图3所示的结构，且其降压原理及与光模块相关电路的连接可参考下述对图3的描述。如果要求光模块的功耗尽可能的低，在其每个功能电路单元所允许的最低供电电压均不相同时，则可以考虑为每个功能电路单元配置一个降压电路单元，以使得各功能电路单元均能工作在允许的最低电源电压下，以最大限度降低每个功能电路单元的功耗，进而降低整个光模块的功耗。具体可参考图2所示的实施例及下述对图2实施例的描述。如图2所示，该实施例示出了本实用新型具有低功耗电路的光模块另一个实施例的结构示意图。该实施例的光模块也包括有发射机电路单元21、接收机电路单元22、控制电路单元23及光组件24共四个功能电路单元，系统主板上的系统供电电源27通过光模块的电接口 26为这四个功能电路单元供电。与图I实施例类似，为了统一进行表述，图中各功能电路单元的供电采用虚线进行示意，表示各供电电路单元的供电可以是相同或不同的电源网络信号，但均是来自于系统供电电源27。为降低光模块中各功能电路单元的功耗，进而降低整个光模块的功耗，该实施例在每个功能电路单元的供电电路中各设置了一个直流降压电路单元。具体来说，共包括有四个降压单路单元251、252、253及254，这四个降压电路单元一端分别与电接口 26相连接，另一端分别与接收机电路单元22的电源端220、发射机电路单元21的电源端210、光组件24的电源端240及控制电路单元23的电源端230相连接。来自系统供电电源27的电源信号分别通过各降压单路单元进行直流降压，转换成能够分别满足接收机电路单元22、发射机电路单元21、光组件24及控制电路单元23所能容许的低电压信号，使得这四个功能电路单元均工作在低电压的电源信号下，功耗较低，从而最大限度地降低了光模块的功耗。各降压电路单元可以采用现有技术中能够实现直流降压的各种电路结构来实现，其中的一个具体电路可以采用图3所示的结构，且其降压原理及与光模块相关电路的连接可参考下述对图3的描述。该实施例所述的为每个功能电路单元各设置一个降压电路单元的情况适合于各功能电路单元所允许的最低供电电压均不相同的情况，如果存在供电电压范围、尤其是最低供电电压相同的功能电路单元，可以采用同一个功能电路单元，如图I实施例所述，其他 供电不同的功能电路单元再采用另外的功能电路单元，这样就能够保证每个功能电路单元均工作在不影响其正常工作性能的最低功耗下。请参考图3，该图3所示为上述两个实施例的光模块中降压电路单元一个实施例的具体电路原理图。如图3所示，结合图I及图2所示的光模块结构示意图，该实施例的降压电路单元包括有可控开关S，其具有开关通路及控制端，其中，可控开关S的开关通路的电流流入端a与系统供电电源的电源端VCC相连接，而开关通路的电流流出端b经电感L和电容C串联构成的LC串联低通滤波器与系统供电电源的接地端GND相连接。而且，在LC串联低通滤波器的两端还并联有续流二极管D，其中，二极管D的正极与电容C的负极相连接，二极管D的正极连接在可控开关S开关通路中的电流流出端b及电感L之间的连接线上。可控开关S可以选用三极管或MOS管来实现，或者选用其他能够实现可控的开关来实现。在使用上述电路结构的降压电路单元时，功能电路单元的电源端将与LC串联低通滤波器中的电容C的正极、也即图中的端子e相连接。此时，整个降压电路单元的工作原理如下可控开关S作为一个全控元件，可以在外部PWM信号的控制下选择性导通和截止。假设PWM控制信号的周期为T，占空比为d，可控开关S将在i e[0JT]时导通，在 e [dT,T]截止。在可控开关S导通时，二极管D截止，系统供电电源的电源端VCC为电容C充电。在可控开关S截止时，二极管D导通，电容C将通过二极管D放电。此过程中，根据伏秒平衡公式，电容C的正极e处的电压、即输出电压Vo=VCC*d。由于占空比d小于等于1，因此，通过选择合适占空比d的控制信号，可以实现降压输出。而且，选择合适的电容C及电感L的值，能够使得其输出的降压信号满足与之相连接的功能电路单元的供电电压需求。以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所要求保护的技术方案的精神和范围。
权利要求1.一种光模块用低功耗电路，包括多个功能电路单元及为功能电路单元供电的系统供电电源，其特征在于，还包括有降压电路单元，部分或全部功能电路单元的电源端经降压电路单元与系统供电电源相连接。
2.根据权利要求I所述的低功耗电路，其特征在于，所述降压电路单元的数量为1，所述多个功能电路单元的电源端分别与降压电路单元相连接，进而经降压电路单元与所述系统供电电源相连接。
3.根据权利要求I所述的低功耗电路，其特征在于，所述降压电路单元的数量与所述功能电路单元的数量相等，每个功能电路单元的电源端分别连接一个降压电路单元，进而经降压电路单元与所述系统供电电源相连接。
4.根据权利要求I至3中任一项所述的低功耗电路，其特征在于，所述降压电路单元包括有可控开关，可控开关中开关通路的电流流入端与所述系统供电电源的电源端相连接， 而开关通路的电流流出端经LC串联低通滤波器与系统供电电源的接地端相连接，LC串联低通滤波器的两端并联有续流二极管，与降压电路单元连接的所述功能电路单元的电源端与LC串联低通滤波器中的电容C的正极相连接。
5.根据权利要求4所述的低功耗电路，其特征在于，所述可控开关为三极管或MOS管中的任一种。
6.一种光模块，包括接收机电路单元、发射机电路单元、控制电路单元及光组件共四个功能电路单元，其特征在于，还包括有降压电路单元，四个功能电路单元中的部分单元或全部单元的电源端经降压电路单元与为相应单元供电的系统供电电源相连接。
7.根据权利要求6所述的光模块，其特征在于，所述降压电路单元的数量为1，所述四个功能电路单元的电源端分别与降压电路单元相连接，进而经降压电路单元与为相应功能电路单元供电的系统供电电源相连接。
8.根据权利要求6所述的光模块，其特征在于，所述降压电路单元的数量为4，所述四个功能电路单元分别与其中一个降压电路单元相连接，进而经降压电路单元与为功能电路单元供电的系统供电电源相连接。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的光模块，其特征在于，所述降压电路单元包括有可控开关，可控开关中开关通路的电流流入端与所述系统供电电源的电源端相连接，而开关通路的电流流出端经LC串联低通滤波器与系统供电电源的接地端相连接，LC串联低通滤波器的两端并联有续流二极管，与降压电路单元连接的所述功能电路单元的电源端与LC串联低通滤波器中的电容C的正极相连接。
10.根据权利要求9所述的光模块，其特征在于，所述可控开关为三极管或MOS管中的任一种。
专利摘要本实用新型公开了一种光模块用低功耗电路及光模块，所述低功耗电路包括多个功能电路单元及为功能电路单元供电的系统供电电源，还包括有降压电路单元，部分或全部功能电路单元的电源端经降压电路单元与系统供电电源相连接。本实用新型通过在电路中设置降压电路单元，可以在不影响光模块中功能电路单元正常工作的前提下降低其供电电压，进而实现降低功耗的目的。
文档编号H04B10/40GK202737879SQ20122036153
公开日2013年2月13日 申请日期2012年7月25日 优先权日2012年7月25日
发明者赵平, 张华 , 吴锡贵, 王三 申请人:青岛海信宽带多媒体技术有限公司