[發(fā)明專利]一種MEMS紅外光源可調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610449325.7
• 申請(qǐng)日: 2016-06-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107529258A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何志杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 何志杰
• 主分類號(hào): H05B37/02
• 分類號(hào): H05B37/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種MEMS紅外光源可調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路，適用于通訊領(lǐng)域。

背景技術(shù)

MEMS紅外光源作為一種新型的紅外光源器件，在氣體傳感檢測(cè)、光電目標(biāo)識(shí)別及信息通訊等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。它不同于紅外鎢燈、紅外二極管等其它的紅外光源，同時(shí)具備了輻射功率大、輻射效率高、體積微型化和可深度調(diào)制的特點(diǎn)，因此以往的紅外光源驅(qū)動(dòng)電路不能良好滿足其應(yīng)用需求。

對(duì)于非可調(diào)制類的紅外光源，如硅碳棒紅外源、紅外鎢燈等，大功率穩(wěn)壓電源就可作為其驅(qū)動(dòng)電路使用:對(duì)于紅外二極管，一般使用穩(wěn)壓電路與三極管構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路，此電路方法簡(jiǎn)單成本低廉，但存在一些重大缺點(diǎn)：三極管溫度漂移帶來(lái)的輸出不穩(wěn)定;；輸出效率低，造成負(fù)載適應(yīng)能力較弱；電壓輸出精度不足，不能滿足紅外光源器件的高精度控制要求。因此設(shè)計(jì)一種輸出精度較高，適應(yīng)能力強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)電路，具有較強(qiáng)的實(shí)用意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種MEMS紅外光源可調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路，該電路結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，外圍器件少，成本較低，通用性好，工作穩(wěn)定，輸出精度較高，且極大地降低了功耗，提高了工作效率。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

MEMS紅外光源可調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路由穩(wěn)壓驅(qū)動(dòng)模塊、電源電路、電流輸出電路組成。

所述穩(wěn)壓驅(qū)動(dòng)模塊采用集成電路ADP3336實(shí)現(xiàn)，其輸出電壓可實(shí)現(xiàn)基于采樣電阻的1.5～10V線性可調(diào)，電壓精度在±1.8%以內(nèi)，最大壓差僅為200mV，輸出響應(yīng)時(shí)間為100us左右。采樣電阻網(wǎng)絡(luò)由R1和R2組成，I/O端口與FPGA的數(shù)字脈沖信號(hào)端口相連，用于對(duì)驅(qū)動(dòng)方波進(jìn)行頻率調(diào)制。

所述電源電路采用“開(kāi)關(guān)型DC/DC芯片+LDO線性穩(wěn)壓器”方式，即利用開(kāi)關(guān)型DC/DC芯片，將電流環(huán)提供的高電壓降低，然后利用低壓差線性穩(wěn)壓器來(lái)提高儀表電源的紋波抑制比。同時(shí)選擇的芯片外圍器件要少，L1為儲(chǔ)能電感，D1續(xù)流二極管，F(xiàn)B=1.25V,開(kāi)關(guān)型降壓DC/DC芯片為MAX1776，是MAXIM公司的新型低功耗、高轉(zhuǎn)換效率芯片。低壓差線性穩(wěn)壓器，選擇為MAX604，是MAXIM公司的超低功耗器件。

所述電流輸出電路設(shè)定MAX419A輸出電壓為V1，R3與R5的節(jié)點(diǎn)電壓為V1，根據(jù)運(yùn)放虛短原理及輸入阻抗為無(wú)窮大，MAX419B的輸入端電壓為零。主控DSP芯片使用PWM方式調(diào)節(jié)輸出電壓，DSP輸出不同占空比的PWM方波信號(hào)，幅值為0～3.3V。然后經(jīng)過(guò)積分電路得到直流分量，通過(guò)射隨電路進(jìn)行阻抗變換，再通過(guò)V/I變換電路實(shí)現(xiàn)4～20mA電流信號(hào)輸出。

本發(fā)明的有益效果是：該電路結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，外圍器件少，成本較低，通用性好，工作穩(wěn)定，輸出精度較高，極大地降低了功耗，提高了工作效率。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明的穩(wěn)壓驅(qū)動(dòng)模塊電路。

圖2是本發(fā)明的電源電路。

圖3是本發(fā)明的電流輸出電路。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1，穩(wěn)壓驅(qū)動(dòng)模塊采用集成電路ADP3336實(shí)現(xiàn)，其輸出電壓可實(shí)現(xiàn)基于采樣電阻的1.5～10V線性可調(diào)，電壓精度在±1.8%以內(nèi)，最大壓差僅為200mV，輸出響應(yīng)時(shí)間為100us左右。采樣電阻網(wǎng)絡(luò)由R1和R2組成，I/O端口與FPGA的數(shù)字脈沖信號(hào)端口相連，用于對(duì)驅(qū)動(dòng)方波進(jìn)行頻率調(diào)制。

如圖2, 電源電路采用“開(kāi)關(guān)型DC/DC芯片+LDO線性穩(wěn)壓器”方式，即利用開(kāi)關(guān)型DC/DC芯片，將電流環(huán)提供的高電壓降低，然后利用低壓差線性穩(wěn)壓器來(lái)提高儀表電源的紋波抑制比。同時(shí)選擇的芯片外圍器件要少，L1為儲(chǔ)能電感，D1續(xù)流二極管，F(xiàn)B=1.25V,開(kāi)關(guān)型降壓DC/DC芯片為MAX1776，是MAXIM公司的新型低功耗、高轉(zhuǎn)換效率芯片。低壓差線性穩(wěn)壓器，選擇為MAX604，是MAXIM公司的超低功耗器件。

如圖3，電流輸出電路設(shè)定MAX419A輸出電壓為V1，R3與R5的節(jié)點(diǎn)電壓為V1，根據(jù)運(yùn)放虛短原理及輸入阻抗為無(wú)窮大，MAX419B的輸入端電壓為零。主控DSP芯片使用PWM方式調(diào)節(jié)輸出電壓，DSP輸出不同占空比的PWM方波信號(hào)，幅值為0～3.3V。然后經(jīng)過(guò)積分電路得到直流分量，通過(guò)射隨電路進(jìn)行阻抗變換，再通過(guò)V/I變換電路實(shí)現(xiàn)4～20mA電流信號(hào)輸出。