具有过流保护功能的光模块的制作方法

本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种应用于光模块的过流保护设计，具体涉及一种具有过流保护功能的光模块。

背景技术：

近年来，光通信行业飞速发展。无源光网络(pon)是目前光接入网中最广泛的应用技术，它在解决宽带接入问题上是一种经济的、面向未来多业务的用户接入技术。pon技术涉及到光电转换和电光转换。而这些功能都是由光模块来实现的。光模块的实际应用中避免不了接入强光的情形，需要光模块自身具有强光保护功能。

目前大部分光模块的光组件bosa的接收侧使用的是雪崩光电二极管apd。雪崩光电二极管apd在工作时需要比较高的反向偏压，因此光模块中需要给该雪崩光电二极管apd附加额外的dc-dc升压电路。当输入的光功率不变时，雪崩光电二极管apd产生的光电流是随着反向偏压的增加而增加，随着反向偏压的减小而减小。dc-dc升压电路提供给雪崩光电二极管apd的电压是恒定不变的，当输入光功率超过0～-4dbm，雪崩光电二极管apd会产生过大的光电流(＞0.5～1ma)，这种情形下apd损坏的概率极高。

技术实现要素：

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能够防止强光条件下光模块的光组件bosa中的雪崩光电二极管apd损坏的具有过流保护功能的光模块。

为了实现上述目的，本发明的具有过流保护功能的光模块具有如下构成：

该具有过流保护功能的光模块，包括雪崩光电二极管apd以及升压电路，所述的雪崩光电二极管apd设置在光模块中的光组件bosa中，且该雪崩光电二极管apd与所述的升压电路相连接，所述的升压电路给所述的雪崩光电二极管apd提供反向偏压使所述的雪崩光电二极管apd处于工作状态，其特征在于，所述的雪崩光电二极管apd以及升压电路之间还设置有一过流保护电路，所述的过流保护电路作用于所述的升压电路中的电源芯片的使能端，所述的过流保护电路在该光模块接收的光功率满足一预设范围时使能所述的电源芯片，使所述的升压电路给所述的雪崩光电二极管apd提供能供其工作的反向偏压，并在该光模块接收的光功率不满足该预设范围时关闭所述的电源芯片，使所述的升压电路停止给所述的雪崩光电二极管apd提供能供其工作的反向偏压，直至该光模块接收的光功率再次满足该预设范围。

较佳地，所述的过流保护电路为所述的光模块提供一阈值电流，所述的光模块接收的光功率满足该预设范围时，流入所述的雪崩光电二极管apd的电流小于该阈值电流，由所述的过流保护电路使能所述的升压电路中的电源芯片；所述的光模块接收的光功率不满足该预设范围时，流入所述的雪崩光电二极管apd的电流大于该阈值电流，由所述的过流保护电路关闭所述的升压电路中的电源芯片。

更佳地，所述的过流保护电路包括设置于所述的电源芯片使能端的上拉电阻r1，用以在光模块接收的光功率满足预设范围时通过该上拉电阻r1获取使能电平vcc使能该电源芯片，所述的过流保护电路还包括一第四电阻r4、pmos管和nmos管，其中所述的雪崩光电二极管apd通过该第四电阻r4连接至所述的升压电路，所述的pmos管的栅极和源极连接在所述的第四电阻r4的两端，所述的nmos管的栅极和源极连接在一第二分压电阻r3的两端，该第二分压电阻r3一端接地，另一端通过一第一分压电阻r2连接至所述的pmos管的漏极，该nmos管的漏极连接至所述的电源芯片的使能端。

尤佳地，上拉电阻r1的阻值满足其产生的使能电平vcc能够使能该电源芯片的要求，使所述的电源在流入所述的雪崩光电二极管apd的电流小于所述的阈值电流时能够使能所述的电源芯片，且所述的pmos管的栅源导通电压和nmos管的栅源导通电压均与所述的预设范围相匹配。

较佳地，所述的pmos管和nmos管为具有快速开启关断的特性的mos管，开关速度在数十纳秒的量级。

较佳地，所述的升压电路为一dc-dc升压电路。

采用本发明的具有过流保护功能的光模块，由于其中的过流保护电路到1个pmos管和1个nmos管以及数个电阻，因此设计十分简洁，且成本很低，又由于pmos管和nmos管的快速开启关断的特性，在强光去除时，dc-dc升压电路能够自动回复正常的工作状态，而不需要重启光模块，且该过流保护方法带来的额外功耗很小。采用本发明中的技术方案，解决了光模块在接收到强光的情况下，bosa的apd由于流入过大的光电流出现损害的问题。

附图说明

图1为本发明中的光模块的功能框图。

图2为本发明中的过流保护电路连接在bosa与升压电路之间的电路原理图。

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

请参阅图1，一个具有过流保护功能的光模块，包括雪崩光电二极管apd以及升压电路，所述的雪崩光电二极管apd设置在光模块中的光组件bosa中，且该雪崩光电二极管apd与所述的升压电路相连接，所述的升压电路给所述的雪崩光电二极管apd提供反向偏压使所述的雪崩光电二极管apd处于工作状态，其特征在于，所述的雪崩光电二极管apd以及升压电路之间还设置有一过流保护电路，所述的过流保护电路作用于所述的升压电路中的电源芯片的使能端，所述的过流保护电路在该光模块接收的光功率满足一预设范围时使能所述的电源芯片，使所述的升压电路给所述的雪崩光电二极管apd提供能供其工作的反向偏压，并在该光模块接收的光功率不满足该预设范围时关闭所述的电源芯片，使所述的升压电路停止给所述的雪崩光电二极管apd提供能供其工作的反向偏压，直至该光模块接收的光功率再次满足该预设范围。

所述的过流保护电路为所述的光模块提供一阈值电流，所述的光模块接收的光功率满足该预设范围时，流入所述的雪崩光电二极管apd的电流小于该阈值电流，由所述的过流保护电路使能所述的升压电路中的电源芯片；所述的光模块接收的光功率不满足该预设范围时，流入所述的雪崩光电二极管apd的电流大于该阈值电流，由所述的过流保护电路关闭所述的升压电路中的电源芯片。

在一种具体的实施方式中，所述的过流保护电路包括设置于所述的电源芯片使能端的上拉电阻r1，用以在光模块接收的光功率满足预设范围时通过该上拉电阻r1获取使能电平vcc使能该电源芯片，所述的过流保护电路还包括一第四电阻r4、pmos管和nmos管，其中所述的雪崩光电二极管apd通过该第四电阻r4连接至所述的升压电路，所述的pmos管的栅极和源极连接在所述的第四电阻r4的两端，所述的nmos管的栅极和源极连接在一第二分压电阻r3的两端，该第二分压电阻r3一端接地，另一端通过一第一分压电阻r2连接至所述的pmos管的漏极，该nmos管的漏极连接至所述的电源芯片的使能端。

上拉电阻r1的阻值满足其产生的使能电平vcc能够使能该电源芯片的要求，使所述的电源在流入所述的雪崩光电二极管apd的电流小于所述的阈值电流时能够使能所述的电源芯片，且所述的pmos管的栅源导通电压和nmos管的栅源导通电压均与所述的预设范围相匹配。

所述的pmos管和nmos管为具有快速开启关断的特性的mos管，开关速度在数十纳秒的量级，以满足光模块输入的光功率在预设范围边缘处时，所述的pmos管和nmos管的进行快速开启关断的需求。

在一种具体的实施例中，所述的升压电路为一dc-dc升压电路。

请参阅图2，在一种具体实施例中，具有过流保护功能的光模块除了图1中所述的各个模块之外，还包括pmos管、nmos管和电阻，本发明在升压电路后端添加一过流保护电路，当流入雪崩光电二极管apd产生的光电流大于过流保护电路设定的阈值电流ith时，开启mos管，关闭电源芯片，降低雪崩光电二极管apd的电压，使雪崩光电二极管apd产生的光电流低于设定的阈值电流，从而实现了光模块的过流保护功能。当强光消除时，该dc-dc升压电路由于过流保护电路中采用的是具有快速开启关断功能的mos管，因此也能及时恢复雪崩光电二极管apd的正常工作。且由于对雪崩光电二极管apd的保护功能是通过关闭电源芯片实现的，因此带来的额外功耗较小。

在该光模块的输入光功率处于正常范围小于-4dbm的情况下，流入bosa的雪崩光电二极管apd电流i小于ith，其中ith＝vgs/r4，i通过第四电阻r4产生的电压vgs小于栅源导通电压vgsth，此时pmos管q2是关闭状态，第二分压电阻r3两侧的电压为0，nmos管q1也为关闭的状态，此时升压电路的电源芯片的使能引脚通过上拉电阻r1上拉到vcc，电源芯片正常工作电源芯片的使能功能一般是高电平有效，针对低电平有效的情形，可以结合本发明的原理调整电路。此时雪崩光电二极管apd的电压正常，整个电路处于正常工作状态。

在输入强光的情况下，流入光组件bosa的雪崩光电二极管apd电流i大于ith，其中ith＝vgs/r4，i通过第四电阻r4产生的电压vgs大于栅源导通电压vgsth，pmos管q2迅速开启，第二分压电阻r3两侧的电压为vapd×r3/(r2+r3)，常用mos管的vgs最大工作电压为±20v，vapd一般大于30v，因此需要使用r2和r3进行分压，nmos管q1也迅速开启，此时升压电路的电源芯片的使能引脚通过q1下拉到地，电源芯片无使能电平被关闭。此时雪崩光电二极管apd的电压下降，流入光组件bosa的雪崩光电二极管apd电流也迅速下降至设定的阈值电流。

在强光消除的情况下，流入光组件bosa的雪崩光电二极管apd电流i小于ith其中ith＝vgs/r4，i通过第四电阻产生的电压vgs小于vgsth，pmos管q2重新关闭，第二分压电阻r3两侧的电压为0，nmos管q1也关闭，此时升压电路中的电源芯片的使能引脚通过上拉电阻r1上拉到vcc，电源芯片恢复正常工作。此时雪崩光电二极管apd的电压恢复正常，整个电路重新处于正常工作状态。

采用本发明的具有过流保护功能的光模块，由于在过流保护电路只用到1个pmos管和1个nmos管以及数个电阻，因此设计十分简洁，且成本很低，又由于pmos管和nmos管的快速开启关断的特性，在强光去除时，dc-dc升压电路能够自动回复正常的工作状态，而不需要重启光模块，且该过流保护方法带来的额外功耗很小。采用本发明中的技术方案，解决了光模块在接收到强光的情况下，光组件bosa的雪崩光电二极管apd由于流入过大的光电流出现损害的问题。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以做出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。