專利名稱：功率控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種功率控制電路，其適用于激光二極管的應(yīng)用及檢測(cè)時(shí)的光功率控制。
技術(shù)方案本發(fā)明的目的在于提供一種針對(duì)激光二極管的光功率控制電路，可使用在對(duì)激光二極管的應(yīng)用及檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化調(diào)控。本發(fā)明可以這樣實(shí)現(xiàn)一種功率控制電路，由積分電路、驅(qū)動(dòng)電路、激光二極管輸入和輸出電流檢測(cè)電路、數(shù)字電位器和開關(guān)電路組成。其中，所述積分電路連在激光二極管內(nèi)接收部件與所述驅(qū)動(dòng)電路之間，積分電路與驅(qū)動(dòng)電路的接點(diǎn)到地之間連有開關(guān)電路，自激光二極管內(nèi)接收部件與地之間同時(shí)接有串接數(shù)字電位器和Im電流檢測(cè)電路，數(shù)字電位器具有SPI總線接口，驅(qū)動(dòng)電路在為激光二極管提供工作電流的同時(shí)，連有檢測(cè)激光二極管電流的IOP電流檢測(cè)電路。
工作原理整個(gè)電路是一個(gè)負(fù)反饋電路，積分電路對(duì)激光二極管內(nèi)接收部件產(chǎn)生的反饋電流濾波，去除雜散干擾，確?？刂萍す舛O管的信號(hào)為純凈的直流，同時(shí)完成激光二極管驅(qū)動(dòng)電路偏置電流的設(shè)置。經(jīng)積分濾波后的反饋信號(hào)加在驅(qū)動(dòng)電路的輸入端，以產(chǎn)生足夠驅(qū)動(dòng)激光二極管發(fā)光的電流。當(dāng)開關(guān)電路中的開關(guān)閉合時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路的輸入為0，即不產(chǎn)生輸出電流，激光二極管不發(fā)光。數(shù)字電位器通過SPI總線接受單片機(jī)的控制，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)電路的智能調(diào)節(jié)功能。


圖1為本發(fā)明的電路方框圖；圖2為本發(fā)明的電路圖；圖3為單個(gè)激光二極管應(yīng)用本發(fā)明前后的對(duì)比圖；圖4為多個(gè)激光二極管應(yīng)用本發(fā)明前后的對(duì)比圖。
開關(guān)電路4連在積分電路1與驅(qū)動(dòng)電路2的接點(diǎn)和地之間，是一個(gè)并聯(lián)電路。當(dāng)開關(guān)電路4中的開關(guān)s2斷開時(shí)，自積分電路1來的電流被開關(guān)電路4短路，驅(qū)動(dòng)電路2的輸入端為0；反之，當(dāng)開關(guān)s2閉合時(shí)，電流流入驅(qū)動(dòng)電路1使其工作；自激光二極管內(nèi)接收部件與地之間同時(shí)依序串接數(shù)字電位器R25和Im電流檢測(cè)電路，數(shù)字電位器R25采用Analog Devices Inc的AD5204，具SPI總線接口，受外部單片機(jī)控制，通過單片機(jī)可改變其電阻的阻值大小，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電路中激光二極管LD的智能控制；Im電流檢測(cè)電路拾取數(shù)字電位器R25的電流大??；驅(qū)動(dòng)電路2連在積分電路1和激光二極管LD之間，主要是一個(gè)放大電路，其輸出端在為激光二極管提供工作電流的同時(shí)，連有檢測(cè)激光二極管LD工作電流的IOP電流檢測(cè)電路。
整個(gè)電路的工作過程為驅(qū)動(dòng)電路2的輸出工作電流IOP供激光二極管LD工作，所發(fā)出的光由激光二極管LD內(nèi)監(jiān)測(cè)光功率的接收部件接收，產(chǎn)生光電流Im，反饋給該電路中的積分電路1作為其輸入電流，積分電路1的輸出為驅(qū)動(dòng)電路2的偏置電流。
外部單片機(jī)通過SPI總線改變反饋回路上數(shù)字電位器R25的大小，也就改變了光電流Im的大小，從而間接地實(shí)現(xiàn)對(duì)激光二極管LD的工作電流IOP的調(diào)節(jié)。該電路的輸出量IOP和反饋量Im由IOP電流檢測(cè)電路和Im電流檢測(cè)電路檢出并受外部單片機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
本電路工作時(shí)，根據(jù)需要激光二極管LD可分別工作在三種工作狀態(tài)恒功、恒流和掃描，①當(dāng)激光二極管工作于恒功方式時(shí)，利用管子內(nèi)的接收部件產(chǎn)生的光電流Im來實(shí)現(xiàn)負(fù)反饋，穩(wěn)定管子產(chǎn)生的光輸出功率，若光功率變化超出允許誤差范圍時(shí)，則由單片機(jī)調(diào)節(jié)數(shù)字電位器R25的大小，將功率調(diào)回至設(shè)定值；②當(dāng)激光二極管工作于恒流方式時(shí)，管內(nèi)的接收部件未使用，僅由單片機(jī)隨時(shí)監(jiān)測(cè)工作電流Iop，若電流有差異，調(diào)節(jié)回設(shè)定值；③當(dāng)激光二極管工作于掃描方式時(shí)，管內(nèi)的接收部件未使用，單片機(jī)周期性地把數(shù)字電位器R25的值由大減小，即可實(shí)現(xiàn)光輸出幅度的周期性漸變，即掃描。
數(shù)字電位器R25與外部單片機(jī)的連接采用SPI串行總線(串行數(shù)據(jù)線MISO、MOSI和串行時(shí)鐘線SCK)。
在激光二極管的應(yīng)用及檢測(cè)設(shè)備中采用上述電路后，其較未使用前的區(qū)別可見圖3和圖4，傳統(tǒng)的控制方式必須采用數(shù)模轉(zhuǎn)換器，將單片機(jī)的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槟M量后才能實(shí)現(xiàn)對(duì)激光二極管輸出量的控制。
采用本發(fā)明所述的電路后，其優(yōu)點(diǎn)有1、擴(kuò)展性強(qiáng)。多路功率控制電路同時(shí)工作時(shí)，倘若采用傳統(tǒng)方式，需要大量的數(shù)模轉(zhuǎn)換器和模擬開關(guān)來切換各路功率控制電路，電路極復(fù)雜，且成本昂貴，可靠性差。使用本發(fā)明后，只需要將三線的SPI總線及各自的片選信號(hào)連接到各路功率控制電路單元，電路簡(jiǎn)明，可靠性強(qiáng)，且成本低。
2、抗干擾性好。使用數(shù)模轉(zhuǎn)換器，其輸出線不能太長(zhǎng)，否則會(huì)感應(yīng)太多的干擾信號(hào)。而本發(fā)明采用的SPI總線中均為數(shù)字信號(hào)，不怕干擾，可以傳輸較長(zhǎng)的距離。
3、抗電源波動(dòng)。由于本電路偏置電路帶穩(wěn)壓，保證了積分器輸出電流不受電源電壓變化的影響，避免了因電源電壓變化造成激光二極管LD的輸出功率跟隨改變的現(xiàn)象，杜絕了因電源變化而燒毀激光二極管LD的事故。
權(quán)利要求
1.一種用于激光二極管檢測(cè)和使用時(shí)光功率控制的功率控制電路，包括一個(gè)積分電路、一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路、二個(gè)電流檢測(cè)電路和一個(gè)開關(guān)電路，其特征在于所述功率控制電路還包括數(shù)字電位器，其中，所述積分電路連在激光二極管內(nèi)接收部件與所述驅(qū)動(dòng)電路之間，該積分電路與所述驅(qū)動(dòng)電路的接點(diǎn)到地之間連有開關(guān)電路，自激光二極管內(nèi)接收部件與地之間同時(shí)接有所述數(shù)字電位器和Im電流檢測(cè)電路，所述數(shù)字電位器具有SPI總線接口，所述驅(qū)動(dòng)電路在為激光二極管提供工作電流的同時(shí)，連有檢測(cè)激光二極管電流的IOP電流檢測(cè)電路。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適用于激光二極管應(yīng)用及檢測(cè)的光功率控制電路,在反饋回路中接入具有SPI總線接口的數(shù)字電位器以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)激光二極管的智能控制,該電路由積分電路、驅(qū)動(dòng)電路、激光二極管輸入和輸出電流檢測(cè)電路、數(shù)字電位器和開關(guān)電路組成,比原有的采用D/A轉(zhuǎn)換器的控制方式具有擴(kuò)展性強(qiáng)、抗干擾性好、抗電源波動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01S5/06GK1389964SQ01129828
公開日2003年1月8日 申請(qǐng)日期2001年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月26日
發(fā)明者何德毅, 馬軍, 丁宏玉 申請(qǐng)人:惠州市中科光電有限公司