一种激光器驱动电路及光模块的制作方法

本发明涉及光通信技术领域，具体涉及一种激光器驱动电路及光模块。

背景技术：

光模块的主要功能是实现光电/电光变换，是光纤通信系统的重要组成部分。光模块主要包括光发射次模块(tosa)和光接收次模块(rosa)，激光发光二极管ld是tosa的必要组成器件，用于发射出激光束。激光器驱动电路则是向激光器输出驱动电流，以促使激光器发射出激光束的电路。由于激光器的发光效率在长时间使用后会降低，因此为了维持输出功率稳定，激光器驱动电路会逐渐增大偏置电流，但是当驱动电流达到一定程度时输出功率反而会有所降低，如图1所示，而且当驱动电流过大很容易烧毁激光器，因此限流是激光驱动电路的一个重要功能。然而目前的激光驱动电路结构相对较为复杂，成本高。

技术实现要素：

本发明的目的在于改善现有技术中所存在的电路结构复杂、成本高的不足，提供一种激光器驱动电路及光模块，以简化电路结构，并降低成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一方面，本发明提供了一种激光器驱动电路，包括mcu、apc偏置驱动电路、电流调节电路和激光器，所述mcu同时与所述apc偏置驱动电路、所述电流调节电路连接，mcu用于控制输出驱动电压给apc偏置驱动电路，以及控制输出工作电压给电流调节电路，所述apc偏置驱动电路的输出电流通过所述电流调节电路输入激光器，电流调节电路用于调节流入激光器的电流大小。

上述激光器驱动电路中，通过mcu输出控制电压，再经过电流调节电路进行适应性调节，相比于全部由硬件元器件搭建的电路，简化了电路结构，当然也省去了元器件的成本，因此本发明方案可以降低硬件成本，还可以减小电路板的尺寸，当其应用于光模块中，继而可以节省空间，为光模块小型化提供技术支持。

在进一步优化的方案中，还包括开关模块，当所述开关模块与所述apc偏置驱动电路的输入端口连通时，激光器停止工作；当开关模块与所述电流调节电路连通时，激光器正常工作。

上述激光器驱动电路中，通过设置开关模块可以实现关断功能，即在必要时，例如激光器的输入电流过大，使激光器停止工作，防止激光器因电流过大而损坏，保护激光器，降低激光器的更换成本。

在进一步优化的方案中，电流调节电路包括mos管和控制电路，电流调节电路通过所述控制电路分别与mcu、开关模块连接，电流调节电路通过所述mos管分别与激光器、apc偏置驱动电路连接，当开关模块与控制电路连通时，mos管处于放大区，激光器开始工作，当激光器正常工作时，mcu控制输出的工作电压使mos管导通，且调节流入激光器的电流大小。

上述激光器驱动电路中，通过mos管来实现对激光器输入电流大小的调节和关断功能，可以使得电路结构更加简单，且性能可靠。

进一步地，所述控制电路包括分压电路和限流电路，所述电流调节电路通过所述限流电路的一端与mcu连接，所述电流调节电路通过所述分压电路的一端与开关模块连接，限流电路的另一端连接所述mos管的栅极，所述mos管的源极连接所述apc偏置驱动电路，所述mos管的漏极连接所述激光器。

在进一步优化的方案中，所述开关模块包括一个单刀双掷开关，所述单刀双掷开关的com端口接地，所述单刀双掷开关的no端口连接至mcu与apc偏置驱动电路连接的一个dac端口，单刀双掷开关的nc端口连接至所述分压电路，当单刀双掷开关使分压电路接地时激光器正常工作，当单刀双掷开关的输入端口接入高电平时激光器停止工作。

上述激光器驱动电路中，通过巧妙的端口设置，只需要一个单刀双掷开关就能实现对激光器的关断功能，以及输入电流调节功能(与mcu、电流调节电路配合)，不仅使得开关模块的电路结构简化，而且还降低了开关的成本。

另一方面，本发明提供了一种光模块，包括电路板，所述电路板中布置有本发明任一实施方式下的激光器驱动电路。

与现有技术相比，本发明具有以下优势：

1)通过mcu与电流调节电路相互配合，利用mcu输出电压，再经过电流调节电路进行调节，在保障激光器稳定输出功率的情况下，简化了电路结构，降低了硬件成本。

2)电流调节电路由mos管和控制电路组成，控制电路包括限流电路和分压电路，利用mos管与限流电路和分压电路的配合，实现电流调节，可以保障电路的稳定性和可靠性。

3)开关模块只需要一个单刀双掷开关，通过巧妙的端口连接方式，即可以实现以前需要多个单刀开关或者双刀双掷开关才能实现的功能，进一步节省了成本，简化了电路结构。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。

图1为激光器输出功率随偏置电流变化的示意图。

图2为本发明激光器驱动电路的示意图。

图3为本发明激光器驱动电路的电气原理图。

图4为mos管不同电压梯度下不同电流的关系示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

请参阅图2，本实施例示意性地公开了一种激光器驱动电路，包括mcu、apc偏置驱动电路、开关模块、电流调节电路和激光器。mcu一方面控制输出驱动电压给apc偏置驱动电路，另一方面控制输出工作电压给电流调节电路，并通过电流调节电路调节流入激光器的偏置电流的大小，开关模块用于在关断模式和工作模式之间切换，使激光器驱动电路工作或停止工作，既保障激光器能够正常工作，又在必要时保护激光器不被高电流损坏。

开关模块可以作为可选部件，当不考虑激光器是否因高电流而损坏时，可以不配置开关模块。

更具体地，本实施例中，电流调节电路包括mos管和控制电路，mos管采用p沟道mos管，mos管在不同电压下与电流的关系如图4所示。apc偏置驱动电路(图中的apcbiasdrivecircuit)的输出端口与p沟道mos管的源极连接，p沟道mos管的漏极与激光器的发光二极管的正极连接，发光二极管的负极接地，激光器的背光二极管的正极接地，激光器的背光二极管的负极连接至apc偏置驱动电路的一个端口。apc偏置驱动电路一方面驱动激光二极管发出激光束，另一方面根据背光二极管接收的光信号的反馈，实现激光器输出功率的检测，以便于mcu调整输出至p沟道mos管的电流，继而调整发光二极管的输入电流。

mcu通过一个dac端口(图中的dac_apc_set)与apc偏置驱动电路的输入端口连接，以便mcu输出设置的驱动电流给apc偏置驱动电路。mcu的另一个dac端口(图中的dac_bias_limit)与控制电路连接。更具体地，该控制电路包括四个电阻，其中两个电阻串联构成限流电路，该限流电路的一端与mcu的另一个dac端口(图中的dac_bias_limit)连接，该限流电路的另一端与p沟道mos管的栅极连接；控制电路的另外两个电阻串联构成分压电路，该分压电路的一端连接电源(vcc)，该分压电路的另一端连接至开关模块。mcu通过dac_bias_limit端口输出电压，该电压经过限流电路中的电阻限流后输入至p沟道mos管，通过p沟道mos管实现对发光二极管的输入电流的调节，使得发光二极管的输出功率能够保持稳定。另外，mcu通过dac_bias_limit端口输出的电压有一个最大值，也就是输出的电压不能超过设定的该最大值，以此实现对发光二极管限流的目的，避免发光二极管的输入电流超过一定阈值后，电流越大反而输出功率越小。

本实施例中采用p沟道mos管来调节输入发光二极管的电流，但是容易理解的，同样也可以采用n沟道mos管来调节输入发光二极管的电流。

更具体地，本实施例中开关模块包括一个单刀双掷开关，该单刀双掷开关的com端口接地，单刀双掷开关的no端口连接至mcu与apc偏置驱动电路连接的一个dac端口，即mcu的dac_apc_set端口，单刀双掷开关的nc端口连接至分压电路的另一端，当单刀双掷开关使分压电路接地状态下，激光器正常工作，当单刀双掷开关的输入端口接入高电平时激光器停止工作。

请参阅图2，在上述激光器驱动电路中，正常情况下，单刀双掷开关的nc端与分压电路连通，vg电压可以通过v2输出进行调节，也可以通过单片机进行设定，p沟道mos管导通，mcu输出的偏置电压设定值通过dac_apc_set端口输入至apc偏置驱动电路，apc偏置驱动电路输出电流经过mos管后输入发光二极管，促使发光二极管发出激光束，通过对电流的调节实现发光二极管输出功率稳定。当输入二极管的电流过大，超过设定阈值，可能会损坏激光器时，通过单刀双掷开关的输入端口输入高电平，单刀双掷开关则通过no端口连通mcu的dac_apc_set端口，v1电压低，目标偏置电压设定值被拉到地上，apc偏置驱动电路没有电流输出，且此时nc端口悬空，vg电压高，mos管断开，没有电流流入激光器，因此激光器停止工作，以此来保障激光器不被高电流损坏。

请参阅图3，为上述激光器驱动电路的一个具体应用电路。在该应用电路中，p沟道mos管采用sia427dj芯片，apc偏置驱动电路采用2sc5883芯片，apc偏置驱动电路由运放ad8541、低频晶体管2sc5663等器件组成。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。