[发明专利]一种面向信息技术领域应用的半导体激光器小型驱动电路

说明书

本发明公开了一种针对信息型半导体激光器的小型驱动电路，其特征在于，包括：恒流控制模块、恒温控制模块；所述恒流控制模块包括：差分放大电路，反馈驱动电路，缓启动电路，PID控制器和激光二极管；恒温控制模块包括：差分放大电路，恒温控制芯片，热敏电阻和全桥驱动电路。本发明通过采用模数双闭环控制系统和全桥驱动电路，可快速，精确，稳定地驱动激光器，并能满足激光器内部温度稳定的要求。

技术领域

本发明涉及半导体激光器技术领域，尤其涉及一种半导体激光器小型驱动电路。。

背景技术

信息型半导体激光器作为优秀的非接触式信息源，已经体现出其强大的市场竞争力。半导体激光器对工作条件要求严格，工作电流以及管芯温度是影响中心波长变化的主要因素。现有的驱动研究主要针对大功率半导体激光器，对小功率的信息型半导体激光器的驱动研究尚存不足。

通常半导体激光器一般采用注入式电流驱动。激光器的驱动电源应该具有低噪声和高稳定的特性。激光器本身的输出噪声，波长变化，环境温度变化都会引起电源的不稳定。所以，驱动源必须与使用的激光器相匹配。

激光器恒流工作方式中，通过电学反馈控制回路，直接提供驱动电流有效的电平大小，并获得最低的电流偏差与最高的输出稳定性。再配合激光器的温度控制，可以产生更好的效果。

对于信息型激光器，该方案存在控制精度低，响应速度不足，体积较大，小电压识别不足的问题。当经典驱动方案应用于信息型半导体激光器驱动时，会出现如输出电压损耗和启动波形不佳等问题。方案中的经典恒流驱动使用单独的运算放大器作为差分输入级，该电路在应用于信息型激光器驱动中，会受到器件本身的线性误差、内部噪声的影响，存在对小电压识别不足的问题。所以，目前对于信息型半导体激光器的驱动尚存不足。

发明内容

本发明的目的在于提出一种半导体激光器小型驱动电路，本发明改进了现有的驱动电路，相比于现有驱动电路满足控制精度、响应速度和温度稳定性时，提升了小电压识别的精度以及减小了驱动电路体积，更适合信息技术领域中半导体激光器的驱动。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种半导体激光器小型驱动电路，其特征在于，包括：恒流控制模块和恒温控制模块；

所述恒流控制模块包括：差分放大电路（一），反馈驱动电路，缓启动电路，PID控制器和激光二极管。所述激光二极管集成于激光器内部，所述差分放大电路将系统预设电压与所述激光二极管的驱动电流进行比较后产生偏差电压，并将所述偏差电压进行放大，通过所述反馈驱动电路控制场效应管对所述激光二极管进行电流驱动。通过所述PID控制器调节恒流控制的动态平衡时间，通过所述缓启动电路对所述激光二极管进行保护。

所述恒温控制模块包括：差分放大电路（二），恒温控制芯片，热敏电阻和全桥驱动电路。所述热敏电阻集成于所述激光器中，通过差分放大电路将所述热敏电阻产生的电压与系统预设电压进行比较后产生偏差电压，并将所述偏差电压进行放大。通过与恒温控制芯片的连接，所述全桥驱动电路的输出端与激光器中半导体制冷器连接，控制所述半导体激光器内的温度以稳定输出。

所述热敏电阻为负温度系数热敏电阻。

所述差分放大电路（一）由仪表放大器以及外部的外围电路组成。

所述差分放大电路（二）由仪表放大器，所述恒温控制芯片内部放大器以及外部的外围电路组成。

所述全桥驱动电路由MOSFET场效应管组成。

所述反馈驱动电路由所述差分放大器及MOSFET场效应管组成。

所述缓启动电路由LC滤波网络、晶体三极管及电感磁珠组成。