专利名称：功率控制电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种功率控制电路，其适用于激光二极管的应用及检测时的光功率控制。
技术方案本发明的目的在于提供一种针对激光二极管的光功率控制电路，可使用在对激光二极管的应用及检测，实现自动化调控。本发明可以这样实现一种功率控制电路，由积分电路、驱动电路、激光二极管输入和输出电流检测电路、数字电位器和开关电路组成。其中，所述积分电路连在激光二极管内接收部件与所述驱动电路之间，积分电路与驱动电路的接点到地之间连有开关电路，自激光二极管内接收部件与地之间同时接有串接数字电位器和Im电流检测电路，数字电位器具有SPI总线接口，驱动电路在为激光二极管提供工作电流的同时，连有检测激光二极管电流的IOP电流检测电路。
工作原理整个电路是一个负反馈电路，积分电路对激光二极管内接收部件产生的反馈电流滤波，去除杂散干扰，确保控制激光二极管的信号为纯净的直流，同时完成激光二极管驱动电路偏置电流的设置。经积分滤波后的反馈信号加在驱动电路的输入端，以产生足够驱动激光二极管发光的电流。当开关电路中的开关闭合时，驱动电路的输入为0，即不产生输出电流，激光二极管不发光。数字电位器通过SPI总线接受单片机的控制，从而实现整个电路的智能调节功能。
图1为本发明的电路方框图；图2为本发明的电路图；图3为单个激光二极管应用本发明前后的对比图；图4为多个激光二极管应用本发明前后的对比图。
开关电路4连在积分电路1与驱动电路2的接点和地之间，是一个并联电路。当开关电路4中的开关s2断开时，自积分电路1来的电流被开关电路4短路，驱动电路2的输入端为0；反之，当开关s2闭合时，电流流入驱动电路1使其工作；自激光二极管内接收部件与地之间同时依序串接数字电位器R25和Im电流检测电路，数字电位器R25采用Analog Devices Inc的AD5204，具SPI总线接口，受外部单片机控制，通过单片机可改变其电阻的阻值大小，以实现对电路中激光二极管LD的智能控制；Im电流检测电路拾取数字电位器R25的电流大小；驱动电路2连在积分电路1和激光二极管LD之间，主要是一个放大电路，其输出端在为激光二极管提供工作电流的同时，连有检测激光二极管LD工作电流的IOP电流检测电路。
整个电路的工作过程为驱动电路2的输出工作电流IOP供激光二极管LD工作，所发出的光由激光二极管LD内监测光功率的接收部件接收，产生光电流Im，反馈给该电路中的积分电路1作为其输入电流，积分电路1的输出为驱动电路2的偏置电流。
外部单片机通过SPI总线改变反馈回路上数字电位器R25的大小，也就改变了光电流Im的大小，从而间接地实现对激光二极管LD的工作电流IOP的调节。该电路的输出量IOP和反馈量Im由IOP电流检测电路和Im电流检测电路检出并受外部单片机的实时监控。
本电路工作时，根据需要激光二极管LD可分别工作在三种工作状态恒功、恒流和扫描，①当激光二极管工作于恒功方式时，利用管子内的接收部件产生的光电流Im来实现负反馈，稳定管子产生的光输出功率，若光功率变化超出允许误差范围时，则由单片机调节数字电位器R25的大小，将功率调回至设定值；②当激光二极管工作于恒流方式时，管内的接收部件未使用，仅由单片机随时监测工作电流Iop，若电流有差异，调节回设定值；③当激光二极管工作于扫描方式时，管内的接收部件未使用，单片机周期性地把数字电位器R25的值由大减小，即可实现光输出幅度的周期性渐变，即扫描。
数字电位器R25与外部单片机的连接采用SPI串行总线(串行数据线MISO、MOSI和串行时钟线SCK)。
在激光二极管的应用及检测设备中采用上述电路后，其较未使用前的区别可见图3和图4，传统的控制方式必须采用数模转换器，将单片机的数字信号转变为模拟量后才能实现对激光二极管输出量的控制。
采用本发明所述的电路后，其优点有1、扩展性强。多路功率控制电路同时工作时，倘若采用传统方式，需要大量的数模转换器和模拟开关来切换各路功率控制电路，电路极复杂，且成本昂贵，可靠性差。使用本发明后，只需要将三线的SPI总线及各自的片选信号连接到各路功率控制电路单元，电路简明，可靠性强，且成本低。
2、抗干扰性好。使用数模转换器，其输出线不能太长，否则会感应太多的干扰信号。而本发明采用的SPI总线中均为数字信号，不怕干扰，可以传输较长的距离。
3、抗电源波动。由于本电路偏置电路带稳压，保证了积分器输出电流不受电源电压变化的影响，避免了因电源电压变化造成激光二极管LD的输出功率跟随改变的现象，杜绝了因电源变化而烧毁激光二极管LD的事故。
权利要求
1.一种用于激光二极管检测和使用时光功率控制的功率控制电路，包括一个积分电路、一个驱动电路、二个电流检测电路和一个开关电路，其特征在于所述功率控制电路还包括数字电位器，其中，所述积分电路连在激光二极管内接收部件与所述驱动电路之间，该积分电路与所述驱动电路的接点到地之间连有开关电路，自激光二极管内接收部件与地之间同时接有所述数字电位器和Im电流检测电路，所述数字电位器具有SPI总线接口，所述驱动电路在为激光二极管提供工作电流的同时，连有检测激光二极管电流的IOP电流检测电路。
全文摘要
本发明公开了一种适用于激光二极管应用及检测的光功率控制电路,在反馈回路中接入具有SPI总线接口的数字电位器以实现单片机对激光二极管的智能控制,该电路由积分电路、驱动电路、激光二极管输入和输出电流检测电路、数字电位器和开关电路组成,比原有的采用D/A转换器的控制方式具有扩展性强、抗干扰性好、抗电源波动等优点。
文档编号H01S5/06GK1389964SQ01129828
公开日2003年1月8日 申请日期2001年10月26日 优先权日2001年10月26日
发明者何德毅, 马军, 丁宏玉 申请人:惠州市中科光电有限公司