一种激光二极管驱动电路的制作方法
【专利摘要】本发明属于集成电路【技术领域】，具体的说是涉及一种激光二极管驱动电路。本发明包括两个放大器，分别形成恒功率负反馈环和恒电流负反馈环。流过激光二极管的电流小于设定的最大电流时，恒功率环起作用；流过激光二极管的电流超过设定的最大电流时，恒电流环起作用使得流过激光二极管电流等于设定的最大电流。两个环路可以进行自动切换，互不干扰。本发明尤其适用于激光二极管驱动电路。
【专利说明】一种激光二极管驱动电路
【技术领域】
[0001] 本发明属于集成电路【技术领域】，具体的说是涉及一种激光二极管驱动电路。
【背景技术】
[0002] 激光二极管内通常包含一个激光二极管和一个光电二极管。激光二激光管的光功 率随温度的变化会发生较大的变化。为了保证光功率的稳定输出，需要设计恒功率负反馈 回路来保证激光二极管光功率稳定。另外，流过激光二极管电流过大容易烧坏激光二极管， 因此有必要设计限流电路来限制流过激光二极管的最大电流。
[0003] 现有技术通常采用恒功率环路来控制激光二极管的恒功率输出，采用简单的限流 电路来保证流过激光二极管的电流不能过大，导致限流值不能够进行精确的控制。并在发 生限流时，流过激光二极管的电流会发生较大的波动，原因主要在于，限流电路和恒功率环 路不能实现稳定的切换。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的，就是针对上述现有技术存在的问题，提出一种激光二极管驱动电 路。
[0005] 本发明的技术方案：如图1所示，一种激光二极管驱动电路，包括激光二极管、开 关管Ml、PM0S管M0、第一放大器A1、第二放大器A2、第一电阻RL和第二电阻RP ;其中，激 光二极管由激光管和光电管构成；激光管的负极与光电管的正极连接并接外部电源；光电 管的正极通过第二电阻RP后接地；激光管的负极接开关管Ml的漏极；开关管Ml的源极通 过第一电阻RL后接地；其特征在于，所述第一放大器A1具有2个独立的输出端；所述第二 放大器A2具有电流输入端，电流输入端输入的电流成倍放大后从输出端输出；第一放大器 A1的正向输入端接基准电压Vref，其反向输入端接光电管正极与第二电阻RP的连接点，其 第一输出端接开关管Ml的栅极，其第二输出端接第二放大器A2的电流输入端；第二运算放 大器的正向输入端接基准电压Vref，其反向输入端接开关管Ml源极与第一电阻RL的连接 点，其输出端接PM0S管M0的源极；PM0S管M0的栅极和漏极互连，其栅极接开关管Ml的栅 极。
[0006] 如图 2 所示，所述第一放大器 A1 由 PM0S 管 MP1、MP2、MP3、MP4、MP5、MP6、MP7、MP8、 MP9、MP10 与 NM0S 管 MN1、MN2、MN3、MN4、MN5、MN6、MN7、MN8、MN9、MN10 构成；其中，MP1 的 源极接电源端，其栅极接MP2的漏极、丽1的漏极、MP7的栅极和MP9的栅极，其漏极接MP2 的源极；MP2的栅极接MP4的栅极、MP8的栅极和MP10的栅极，并外接偏置电压；丽1的栅极 接丽3的栅极，并外接偏置电压，其源极接丽2的漏极；丽2的栅极接丽3的漏极、MP5的漏 极和MN4的栅极，其源极接地电位；MN4的源极接地电位，其漏极接丽3的源极；MP5的栅极 为第一放大器A1的正向输入端，其源极接MP4的漏极和MP6的源极；MP4的源极接MP3的漏 极；MP3的栅极接偏置电压，其源极接电源端；MP6的栅极为第二放大器A2的反向输入端， 其漏极接MN5的漏极、MN6的栅极、MN8的栅极和MN10的栅极；MN5的栅极接MN7的栅极和 MN9的栅极，并外接偏置电压，其源极接MN6的漏极;MN6的源极接地电位；MN8的源极接地 电位，其漏极接丽7的源极；丽7的漏极接MP8的漏极为第一放大器A1的第一输出端；MP8 的源极接MP7的漏极；MP7的源极接电源端；MP9的源极接电源端，其漏极接MP10的源极； MP10的漏极接MN9的漏极为第一放大器A1的第二输出端；MN9的源极接丽10的漏极；丽10 的源极接地电位；
[0007] 如图 3 所示，第二放大器 A2 由 PM0S 管 MP11、MP12、MP13、MP14、MP15、MP16、MP17、 MP18与匪0S管丽11、丽12、丽13、丽14、丽15、丽16、丽17、丽18构成；其中，MP11的源极 接电源端，其栅极接MP12的漏极、丽11的漏极和MP17的栅极作为第二放大器A2的电流输 入端，其漏极接MP12的源极；MP12的栅极接MP14的栅极和MP18的栅极，并外接偏置电压； 丽11的栅极接丽13的栅极，并外接偏置电压，其源极接丽12的漏极；MN12的栅极接丽13的 漏极、MP15的漏极和丽14的栅极，其源极接地电位；MN14的源极接地电位，其漏极接丽13 的源极；MP15的栅极为第二放大器A2的反向输入端，其源极接MP14的漏极和MP16的源极； MP14的源极接MP13的漏极；MP13的栅极接偏置电压，其源极接电源端；MP16的栅极为第二 放大器A2的正向输入端，其漏极接丽15的漏极、丽16的栅极和丽18的栅极；丽15的栅极 接丽17的栅极，并外接偏置电压，其源极接丽16的漏极；丽16的源极接地电位；丽18的源 极接地电位，其漏极接丽17的源极；丽17的漏极接MP18的漏极为第二放大器A2的输出端； MP18的源极接MP17的漏极；MP17的源极接电源端。
[0008] 本发明的有益效果为，该系统中包含两个环路，恒功率环路和限流环路。当系统处 于正常工作模式时，即恒光功率工作时，只有恒光功率环路起作用；当系统处于过流保护模 式时，只有限流环路工作。两个环路均有较高的环路增益和带宽，可以实现精确的恒功率控 制和恒流控制，以及快速的瞬态响应。并且，恒定功率的值和恒定电流的值都可以进行人工 调节。除此之外，恒功率环路和恒电流环路之间可以实现平滑地切换，不会造成驱动电流大 的波动。该电路可以驱动功率管和驱动电路集成在一块芯片当中。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 图1为本发明的激光二极管驱动整体电路结构示意图；
[0010] 图2为本发明的第一放大器A1结构示意图；
[0011] 图3为本发明的第二放大器A2结构示意图；
[0012] 图4为本发明的电路仿真波形。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合附图对本发明进行详细的描述
[0014] 如图1所示，本发明的一种激光二极管驱动电路，包括激光二极管、开关管Ml、 PM0S管M0、第一放大器A1、第二放大器A2、第一电阻RL和第二电阻RP ;其中，激光二极管 由激光管和光电管构成；激光管的负极与光电管的正极连接并接外部电源；光电管的正极 通过第二电阻RP后接地；激光管的负极接开关管Ml的漏极；开关管Ml的源极通过第一电 阻RL后接地；所述第一放大器A1具有2个独立的输出端；所述第二放大器A2具体电流输 入端，电流输入端输入的电流成倍放大后从输出端输出；第一放大器A1的正向输入端接基 准电压Vref，其反向输入端接光电管正极与第二电阻RP的连接点，其第一输出端接开关管
【权利要求】
1. 一种激光二极管驱动电路，包括激光二极管、开关管Ml、PMOS管MO、第一放大器A1、 第二放大器A2、第一电阻RL和第二电阻RP;其中，激光二极管由激光管和光电管构成；激 光管的负极与光电管的正极连接并接外部电源；光电管的正极通过第二电阻RP后接地；激 光管的负极接开关管Ml的漏极；开关管Ml的源极通过第一电阻RL后接地；其特征在于，所 述第一放大器A1具有2个独立的输出端；所述第二放大器A2具体电流输入端，电流输入端 输入的电流成倍放大后从输出端输出；第一放大器A1的正向输入端接基准电压Vref，其反 向输入端接光电管正极与第二电阻RP的连接点，其第一输出端接开关管Ml的栅极，其第二 输出端接第二放大器A2的电流输入端；第二运算放大器的正向输入端接基准电压Vref，其 反向输入端接开关管Ml源极与第一电阻RL的连接点，其输出端接PM0S管M0的源极；PM0S 管M0的栅极和漏极互连，其栅极接开关管Ml的栅极。
2. 根据权利要求1所述的一种激光二极管驱动电路，其特征在于，所述第一放大器A1 由 PM0S 管 MP1、MP2、MP3、MP4、MP5、MP6、MP7、MP8、MP9、MP10 与 NM0S 管 MN1、MN2、MN3、MN4、 MN5、MN6、MN7、MN8、MN9、MN10构成；其中，MP1的源极接电源端，其栅极接MP2的漏极、MN1 的漏极、MP7的栅极和MP9的栅极，其漏极接MP2的源极；MP2的栅极接MP4的栅极、MP8的 栅极和MP10的栅极，并外接偏置电压；丽1的栅极接丽3的栅极，并外接偏置电压，其源极 接丽2的漏极；丽2的栅极接丽3的漏极、MP5的漏极和MN4的栅极，其源极接地电位；MN4 的源极接地电位，其漏极接MN3的源极；MP5的栅极为第一放大器A1的正向输入端，其源极 接MP4的漏极和MP6的源极；MP4的源极接MP3的漏极；MP3的栅极接偏置电压，其源极接 电源端；MP6的栅极为第二放大器A2的反向输入端，其漏极接丽5的漏极、MN6的栅极、MN8 的栅极和丽10的栅极；丽5的栅极接丽7的栅极和MN9的栅极，并外接偏置电压，其源极接 MN6的漏极；MN6的源极接地电位；MN8的源极接地电位，其漏极接MN7的源极；MN7的漏极 接MP8的漏极为第一放大器A1的第一输出端；MP8的源极接MP7的漏极；MP7的源极接电源 端；MP9的源极接电源端，其漏极接MP10的源极；MP10的漏极接MN9的漏极为第一放大器 A1的第二输出端；MN9的源极接丽10的漏极；MN10的源极接地电位； 第二放大器 A2 由 PM0S 管 MP11、MP12、MP13、MP14、MP15、MP16、MP17、MP18 与 NM0S 管 丽11、丽12、丽13、丽14、丽15、丽16、丽17、丽18构成；其中，MP11的源极接电源端，其栅极 接MP12的漏极、丽11的漏极和MP17的栅极作为第二放大器A2的电流输入端，其漏极接 MP12的源极；MP12的栅极接MP14的栅极和MP18的栅极，并外接偏置电压；丽11的栅极接 丽13的栅极，并外接偏置电压，其源极接丽12的漏极；丽12的栅极接丽13的漏极、MP15的 漏极和丽14的栅极，其源极接地电位；MN14的源极接地电位，其漏极接丽13的源极；MP15 的栅极为第二放大器A2的反向输入端，其源极接MP14的漏极和MP16的源极；MP14的源极 接MP13的漏极；MP13的栅极接偏置电压，其源极接电源端；MP16的栅极为第二放大器A2的 正向输入端，其漏极接丽15的漏极、丽16的栅极和丽18的栅极；丽15的栅极接丽17的栅 极，并外接偏置电压，其源极接丽16的漏极；丽16的源极接地电位；丽18的源极接地电位， 其漏极接丽17的源极；丽17的漏极接MP18的漏极为第二放大器A2的输出端；MP18的源极 接MP17的漏极；MP17的源极接电源端。
【文档编号】H05B37/02GK104219839SQ201410427174
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月27日 优先权日:2014年8月27日
【发明者】甄少伟, 王骥, 周才强, 杨东杰, 罗萍, 贺雅娟, 张波 申请人:电子科技大学