一种光模块的制作方法

本发明属于光通信技术领域，具体涉及一种光模块。

背景技术：

光模块普遍用于光通信技术中，其功能是完成光电信号的转换，在发射端输入一定码率的电信号经过内部的驱动芯片处理后驱动半导体激光器或发光二极管发射出相应速率的调制光信号，其内部带有光功率自动控制电路，使输出的光信号功率保持稳定，该光信号通过光纤传输出去，在接收端一定码率的光信号输入模块后由光探测二极管转换为电信号。

随着光通信的快速推广，光模块得到了广泛应用。常规标准光模块电路设计如图1所示，电源vcc直接给光模块中发射驱动芯片、接收驱动芯片、单片机mcu芯片以及发射光组件（tosa，例如半导体激光器或发光二极管等）和接收光组件（rosa，例如光探测二极管等）进行供电，保证光模块的正常光电转换功能，其中tosa连接发射驱动芯片，rosa连接接收驱动芯片，且发射驱动芯片和接收驱动芯片均与mcu芯片连接。但是目前标准的光模块满足不了特殊场合下的使用，例如在辐射环境下，由于辐射会使发射驱动芯片/接收驱动芯片和/或单片机mcu芯片的工作电流增大，导致芯片过流烧坏，光模块工作失效。因此，需要对光模块设计一款限流保护电路，保证光模块在某些特殊环境过流时能避免永久损坏。

技术实现要素：

本发明提供一种光模块的目的在于，有效解决因过流烧坏光模块中各芯片的问题，提高光模块在辐射等特殊应用环境下的工作可靠性及使用寿命。

为了解决上述技术问题，本发明所提出如下技术方案予以解决：

一种光模块，包括发射驱动芯片、接收驱动芯片、和与发射驱动芯片和接收驱动芯片均连接的mcu芯片，其特征在于，还包括用于限流保护所述光模块的第一限流控制电路和用于限流保护所述mcu芯片的第二限流控制电路；所述第一限流控制电路的输入端连接外部供电电源，且输出端分支连接至所述发射驱动芯片的电源输入端、所述第二限流控制电路的输入端和所述接收驱动芯片的电源输入端；所述第二限流控制电路的输出端连接至所述mcu芯片的电源输入端。

为了便于在光模块短时断电之后使该光模块恢复正常工作，所述第一限流控制电路包括第一自主恢复电路，用于恢复所述第一限流控制电路的导通，实现对所述光模块的供电。

进一步地，作为在光模块短时断电之后使该光模块正常工作的另一种替代性方案，或者在光模块不进行数据传输时控制光模块断电，所述光模块还包括用于与所述第一限流控制电路连接的外部系统控制芯片，用于控制对所述第一限流控制电路的导通或断开，实现对所述光模块的供电或断电。

为了便于在mcu芯片短时断电之后使该mcu芯片恢复正常工作，所述第二限流控制电路包括第二自主恢复电路，用于恢复所述第二限流控制电路的导通，实现对所述mcu芯片的供电。

为了便于在光模块短时断电之后能够向该光模块发出恢复正常工作的指令或在光模块不进行数据传输时控制光模块断电，所述光模块还包括用于与所述第一限流控制电路连接的外部系统控制芯片，用于控制对所述第一限流控制电路的导通或断开，实现对所述光模块的供电或断电。

进一步地，为了提高该光模块的故障检测能力，在所述第一限流控制电路断路时，所述外部系统控制芯片接收所述光模块断电的故障信息。

与现有技术相比，本发明的光模块的优点和有益效果是：在辐射效应下，mcu芯片和发射/接收驱动芯片的工作电流均增大且mcu芯片的工作电流相对于发射/接收驱动芯片的工作电流敏感，针对光电模块设计第一限流控制电路和第二限流控制电路，在mcu芯片的工作电流增大时，第二限流控制电路检测到该电流并控制第二限流控制电路断开，使得mcu芯片断电，实现对mcu芯片的保护，在发射/接收驱动芯片的工作电流增大时，第一限流控制电路检测到该电流增大并控制第一限流控制电路断开，使得光模块整体断电，实现对光模块的保护，避免在各芯片因受到过流而烧毁的危险，提高光模块的工作可靠性，且延长其使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简要介绍，显而易见地，下面描述的附图是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为常规标准光模块的一种实施例的电路原理图；

图2为本发明提出的光模块的一种实施例的电路原理图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，在常规标准光模块中，由外部供电电源vcc分别对发射驱动芯片、tosa、mcu芯片、接收驱动芯片、rosa进行供电，且mcu芯片通过i2c总线分别与发射驱动芯片与接收驱动芯片连接。发射时，电信号输入至发射驱动芯片并经发射驱动芯片处理后驱动tosa发射光信号并输出；接收时，由rosa接收光信号并产生与该光信号对应的响应电流，该响应电流输入至接收驱动芯片，经接收驱动芯片处理后输出电信号，完成光电转换过程。

在光模块中，mcu芯片的工作电流（例如10ma）远小于发射/接收驱动电流（例如100ma），并且在辐射等特殊环境下时，mcu芯片和发射/接收驱动芯片的电流会增大，且mcu芯片对辐射效应较为敏感，因此，如图2所示，在本实施例中，为了对光模块中各芯片进行全面可靠保护，避免在光模块供电端vcc处加入的限流保护控制电路不能正确判断mcu芯片的电流增大，对mcu芯片单独进行限流保护，具体地，限流保护控制电路包括用于对发射/接收驱动芯片过流时进行断电保护的第一限流控制电路和用于对mcu芯片过流时进行断电保护的第二限流控制电路，第一限流控制电路的输入端连接外部供电电源vcc，且输出端分支连接至发射驱动芯片的电源输入端、第二限流控制电路的输入端和接收驱动芯片的电源输入端；且第二限流控制电路的输出端连接至所述mcu芯片的电源输入端。

具体地，如图2所示，在mcu芯片因辐射效应而导致电流增大时，第二限流控制电路会检测到该电流增大，并使得自身电路断开，不能将第二限流控制电路输出的电压vcc2发送至mcu芯片，使得mcu芯片断电，防止mcu芯片因过流而烧毁，从而实现对mcu芯片的安全保护。由于mcu芯片短时断电及光模块的预先配置，光模块仍可保持正常工作状态。

为了便于在mcu芯片短时断电之后使该mcu芯片恢复正常工作，第二限流控制电路包括第二自主恢复电路，在第二限流控制电路本身断路时，能够通过第二自主恢复电路恢复第二限流控制电路的导通，从而可以使得第二限流控制电路继续对mcu芯片提供输入电压vcc2，实现对所述mcu芯片的正常供电。

如果在发射/接收驱动芯片因辐射效应而导致电流增大时，第一限流控制电路会检测到该电流增大，并使得自身电路断开，不能将第一限流控制电路输出的电压vcc1发送至发射/接收驱动芯片，使得发射/接收驱动芯片断电，防止发射/接收驱动芯片因过流而烧毁，从而实现对发射/接收驱动芯片的安全保护。由于第一限流控制电路的一个输出分支依次与第二限流控制电路的输入端和mcu芯片相连，且tosa和rosa的输入电压均来自第一限流控制电路输出的电压vcc1，因此，在第一限流控制电路断路的情况下，整个光模块将被断电，保护光模块不被烧毁。

为了便于在光模块断电之后使得该模块恢复正常工作，第一限流控制电路包括第一自主恢复电路，在第一限流控制电路本身断路时，能够通过第一自主恢复电路恢复第一限流控制电路的导通，从而可以使第一限流控制电路继续对发射/接收驱动芯片、第二限流控制电路、tosa和rosa提供输入电压vcc1，实现对光模块的正常供电。替代地，通过与第一限流控制电路连接的外部系统控制芯片（例如fpga、dsp等），向第一限流控制电路发送恢复供电指令，使得恢复第一限流控制电路的导通，从而可以使第一限流控制电路继续对发射/接收驱动芯片、第二限流控制电路、tosa和rosa提供输入电压vcc1，实现对光模块的正常供电。或者在光模块不用于数据传输时，可以通过外部系统控制芯片向第一限流控制模块发送断电信号，使得第一限流控制模块本身断路，不能提供至发射/接收驱动芯片、第二限流控制电路、tosa和rosa的电压vcc1，使得光模块断电，降低系统功耗，提高整个光模块的工作状态的控制和管理。并且，在光模块因过流而断电时，第一限流控制电路可以将光模块的供电故障上报至外部系统控制芯片，用于外部系统控制芯片后续对第一限流控制电路供电或者继续保持断电，提高光模块的故障检测能力。此外，可以将该故障信息进行显示，例如通过与外部系统控制芯片连接的显示模块显示在显示屏上，或通过与外部系统控制芯片连接的语音播放模块由扬声器播放等。

本实施例的光模块，在辐射等特殊应用环境下，mcu芯片的工作电流增大时，第二限流控制电路检测到该电流并控制第二限流控制电路断开，使得mcu芯片断电，实现对mcu芯片的保护，在发射/接收驱动芯片的工作电流增大时，第一限流控制电路检测到该电流增大并控制第一限流控制电路断开，使得光模块整体断电，实现对光模块的保护，避免在各芯片因受到过流而烧毁的危险，提高光模块的工作可靠性，且延长其使用寿命；在光模块断电时，可将断电故障上传至外部系统控制芯片，提高光模块的故障检测能力；在光模块或mcu芯片断电时，该光模块可以自主恢复供电，提高光模块的使用灵活性；在光模块不需要传输时，外部系统控制芯片控制光模块断电，有效降低光模块功耗，延长其使用寿命。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。