[發明專利]電壓自適應激光器驅動電路及其控制方法

有效

• 申請號: 202110207122.8
• 申請日: 2021-02-25
• 公開（公告）號: CN112582876B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 胡肖松;駢冰;戢冰;張武杰
• 申請（專利權）人: 中科慧遠視覺技術（北京）有限公司;中科慧遠視覺技術（洛陽）有限公司
• 主分類號: H01S5/042
• 分類號: H01S5/042;H02M3/156
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種電壓自適應激光器驅動電路，其特征在于，包括：開關電源（1），激光器（2），恒流驅動電路（3），電流設置電路（4），MCU控制電路（5），電壓采集電路（6），電壓設置電路（7）；

所述開關電源（1），分別與所述激光器（2）和所述電壓設置電路（7）相連，用于為所述激光器（2）和所述電壓設置電路（7）提供電能；

所述激光器（2），分別與所述開關電源（1）和所述恒流驅動電路（3）相連，用于產生光線；

所述恒流驅動電路（3），分別與所述激光器（2）和所述電流設置電路（4）相連，用于將流過所述激光器（2）的電流控制為恒定電流；

所述電流設置電路（4），分別與所述恒流驅動電路（3）和所述MCU控制電路（5）相連，用于根據所述恒流驅動電路（3）的輸出電流對應輸出模擬電壓；

所述MCU控制電路（5），分別與所述電流設置電路（4）、所述電壓采集電路（6）和所述電壓設置電路（7）相連，用于實現所述電壓自適應激光器驅動電路的數控調節；

所述電壓采集電路（6），與所述MCU控制電路（5）相連，用于采集模擬電壓實現數字控制；

所述電壓設置電路（7），分別與所述MCU控制電路（5）和所述開關電源（1）相連，用于輸出電壓給所述開關電源（1）實現輸出電壓的線性調節；

所述開關電源（1）進一步包括：輸入電壓VCC、輸出電壓OUT、復位信號RESET和電壓調節管腳FB；

所述的激光器（2）為采用恒流電流驅動的激光器。

2.根據權利要求1所述電壓自適應激光器驅動電路，其特征在于，所述電流設置電路（4）進一步包括數字控制模擬電壓設置電路和選擇輸出電路；所述電流設置電路（4）進一步包括多通道DA芯片和多通道模擬開關芯片，所述DA芯片向所述模擬開關芯片輸出電壓。

3.根據權利要求1所述電壓自適應激光器驅動電路，其特征在于，所述恒流驅動電路（3）為電流串聯負反饋結構；電流取樣電阻的電壓接到運放的輸入負極；所述電流設置電路（4）的輸出信號接到限流電阻的一端，限流電阻的另一端接到運放的輸入正極，運放的輸出信號接功率MOS管的柵極。

4.根據權利要求1所述電壓自適應激光器驅動電路，其特征在于，所述恒流驅動電路（3）為電流并聯負反饋結構；并聯電阻一端接運放的輸入負端，另一端接電流取樣電阻的輸入端；限流電阻一端接模擬開關芯片的輸出信號，限流電阻的另一端接到運放的輸入負極，運放的正極接基準電壓芯片的輸出端子，運放的輸出信號接功率MOS管的柵極。

5.根據權利要求1所述電壓自適應激光器驅動電路，其特征在于，所述MCU控制電路（5）進一步用于對所述電壓設置電路（7）和所述開關電源（1）的輸出電壓進行PID設置。

6.根據權利要求1所述電壓自適應激光器驅動電路，其特征在于，所述的恒流驅動電路（3）采用線性恒流控制方式設置，其拓撲結構為電流串聯負反饋結構，或者為電流并聯負反饋結構。

7.根據權利要求1所述電壓自適應激光器驅動電路，其特征在于，所述的電壓設置電路（7）進一步包括：DA轉換電路，所述DA轉換電路的輸出端連接電壓設置電阻的一端，所述電壓設置電阻的另一端連接所述開關電源（1）。

8.一種如權利要求1-7中任一項所述電壓自適應激光器驅動電路的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

第1步，開機后，開關電源（1）的電壓調節管腳FB的輸入的電壓V_FB為0V，此時開關電源（1）的輸出電壓Vout設置為最大值；

第2步，根據用戶配置的階梯電流值，選擇流過激光器（2）的階梯電流中的最大輸出階梯電流Imax，在此周期內進行輸出電壓控制；

第3步，電壓采集電路（6）獲取激光器（2）輸入電壓VLD+、激光器（2）輸出電壓VLD-、恒流驅動電路（3）取樣電阻的電壓VRS，計算激光器（2）兩端的工作電壓VLD；

第4步，計算恒流驅動電路（3）中的MOS管的功率熱耗散；

第5步，根據恒流驅動電路（3）中的MOS管功率熱耗散的預設值PH，確定MOS管的漏極和源極的壓降VDS；

第6步，計算開關電源（1）的輸出電壓Vout；

第7步，計算電壓設置電路（7）的DA芯片的輸出電壓VT的數值，然后通過MCU控制電路（5）采用逐步升高VT的方式控制電壓設置電路（7）的DA芯片的輸出電壓VT；

第8步，通過MCU控制電路（5）控制電壓采集電路（6）再次取樣各點的工作電壓，根據開關電源（1）的輸出電壓Vout和電壓設置電路（7）的DA芯片的VT的數值，對MOS管的實際功耗和預設功耗進行比較，實現輸出電壓數值PID的閉環控制。