激光二极管驱动电路

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1、激光二极管的驱动电路[日期：2011-01-05]来源： 作者：[字体：大中小]　　当激光二极管流过阈值以上的电流时会产生激光，但温度的变化会影响光输出量，下图是光输出量和管芯温度的关系。为了保证激光二极管的光输出量恒定，在光输出量下降时就要增大正向电流。　　而光输出量增大时就要减小正向龟流，即需要自动控制电流的大小来恒定光输出量。下图是恒流驱动与APCAutomatICPowerContr0l）驱动对于温度变化的特性，由图中可见恒流驱动时温度变化会影响光输出量，而用APC驱动时。光输出量与温度无关。　　1.APC电路　　　　因为PD的电流与光输出量成正比，故只要保证PD的电流恒定光

2、输出量也就是恒定值。下图是APC电路的框图。激光射入光电二极管PD，PD产生输出电流，甩电阻将此电流转换为反馈电压，该电压与基准电压相等以控制激光二极管正向电流，就得到了稳定的光输出。　　2.APC电路举例　　　　（1）连续驱动电路　　　　下图是最简单的APC电路，它是一种负反馈电路。Tr2为正向电流控制管，Rld为正向电流限流电阻，基极的33μF电容器为软启动电容，稳压二极管确定基准电压值，激光二极管两端并接的1μF电容用来作过电压保护，吸收过电压，电源端的22μF电容用来旁路过电压及纹波。10kΩ电阻是它的放电电阻。电源电压为3V，用干电池供电。　　激光二极管的工作电流和光电二极

3、管的输出电流随激光元件的型号而各不相同，据此再确定外部元件的参数。　　Rf、Rv是决定光输出调整范围或光电二极管输出电流调整范围的电阻。Rf决定光电二极管输出电流的最大值，Rv是可变电阻，Rf+Rv决定输出电流的最小值。　　首先，确定光输出的调整范围，根据光输出-PD输出特性。　　求出光电二极管输出电流的范围：Rf+Rv=（Vz-Vbe）／Im，式中：　　Vz是稳压二极管的稳压值，Vbe是Trl的基极、发射极间电压，Im是光电二极管的输出电流。　　当Rv的值为零时，光电二极管输出电流Im达到最大值。必须限制这个最大值，以保证激光二极管的光输出不超过自身的额定值，否则会损坏激光二极管。

4、决定激光二极管最大正向电流的电阻Rld由下式计算：Rld=[VCC-Vop-Vce（sat）]／Iop，式中：　　Vcc为电源电压，Vop为激光二极管工作电压，Vce（sat）为Tr2的集电极一发射极间饱和压降，Iop为激光二极管的工作电流。　　电路动作的确认：　　1）基准电压的确认：基准电压为稳压二极管的稳压值2.2V。2）光电二极管正极电位的确认：电路工作正常时。光电二极管正极电位，由稳压二极管的稳压值和Tr2的基极一发射极间电压确定，约1.5V。3）激光二极管的正向电流：可以测量电阻Rld两端的压降来推算，也可在电路中串入电流表，确认流过激光二极管的正向电流大小是否正常。　　（

5、2）脉冲驱动电路　　　　可以让流过激光二极管的电流脉冲化而实现脉冲驱动。但仍然需要辅以APC电路。下图是这种电路。使三极管Tr3工作在开关状态。激光就被脉冲化。开关频率一般为数百赫兹。 （3）完善的驱动电路　　这是一个通用的驱动电路，其原理框图见下图。该电路采用了双重负反馈控制，外部控制信号为连续调制方式，驱动电压6V～15V，驱动电流最大100mA，限制电流65mA。驱动电路具有以下功能：　　1）恒流驱动的电流负反馈，恒光输出的光负反馈。2）用外部信号发生器对驱动电流进行控制的电流调制功能。3）不超过额定电流的限流功能。4）限制开、关机冲击电流的软开、软关功能。5）指示切断电源最佳

6、时刻的LED指示功能。　　整机电路见下图。激光二极管选用日立公司的HL6722G，光输出功率5mW，工作电流小于70mA，工作电压2.7V，波长670nm，内部光电二极管电流3mA。　　在下图中。用R1检出流过激光二极管的电流lo，若Rl两端电压为Vs，则驱动电流Io=Vs／Rl。电阻R2检出光输出，若R2两端电压为Vp，则光输出功率Po=2.5Is=2.5Vp／R2。驱动三极管Trl的集电极电阻R4，应由电源电压VCC和激光二极管的最大电流Io（max）来决定，见右图。　　Vcc=Vf（max）+R4×1o（max）+Vce（Sat）+Rl×Io（max）式中：Vf（max）=2.

7、7V，Io（max）取70nA，Vce（Sat）为0.5V，Vcc=6V，Rl取10Ω，则可由上式求得R4=30Ω，其功率为Q.15W，取0.5W。　　下图中ICla和1.2V稳压二极管组成基准电压发生器。并由VRl设定驱动电流中的直流成分。R14、R15和C2构成软开、软关的RC电路。使驱动电流或光输出量在开、关机的5秒钟内缓慢变化，以防止电源通、断时的突变电流。IClb为比较器，把电流检测器的电压Vs和预先设定的关断电压作比较。当驱动电流在5.5mA以