[发明专利]激光二极管电流驱动装置

说明书

本公开的实施例涉及激光二极管电流驱动装置。用于激光二极管的驱动器电路被配置成传递电流。电路包括电荷泵，其被配置成生成输出的经升压的正供电轨电压。至少一个开关被配置成：当电荷泵被启用时，将电荷泵的输出耦合到激光二极管的端子，并且将正供电轨与激光二极管的端子隔离。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年06月21日提交的欧洲专利申请号18179161.7的优先权，该申请通过引用并入本文。

技术领域

一些实施例涉及激光二极管电流驱动装置。

背景技术

驱动诸如垂直腔表面发射激光(VCSEL)二极管的激光二极管(LD)的电路和方法是已知的。

常规的电流驱动器的问题在于以下之一：在二极管的线性范围内驱动到激光二极管的电流，并且此外能够在驱动器电路拓扑和供电电压余量的限制内这样做。

常规的激光二极管驱动器电路拓扑试图维持激光二极管电流对于变化的供电电压电平保持不变，但是这存在限制，对于超过余量限制的电平，激光二极管输出电流范围不再线性。这产生了使峰值电流逐渐减小的效果。另外，这阻碍输出光功率的控制的线性粒度以及无失真波形的进一步的再现(D/A)。

发明内容

实施例涉及激光二极管电流驱动装置。特定实施例涉及一种激光二极管电流驱动装置，其用于在基于单光子雪崩二极管的飞行时间系统中为激光二极管提供电流。其他实施例被预期。

根据第一方面，用于激光二极管的驱动器电路被配置成传递电流。电路包括电荷泵，电荷泵被配置成生成输出的经升压的正供电轨电压。至少一个开关被配置成：当电荷泵被启用时，将电荷泵的输出耦合到激光二极管的端子，并且将正供电轨与激光二极管的端子隔离。

开关还可以被配置成：当电荷泵被禁用时，将电荷泵的输出与激光二极管的端子隔离，并且将正供电轨耦合到激光二极管的端子。

驱动器电路可以包括驱动晶体管和调节器，驱动晶体管被配置成向激光二极管提供可控电流，调节器被配置成控制驱动晶体管。调节器包括：用于指示可控电流目标值的至少一个输入；以及正向偏置建模电压生成器，被配置为对激光二极管建模。驱动器电路还可以包括至少一个另外的开关，其被配置成：当电荷泵被启用时，将电荷泵的输出耦合到调节器，并且当电荷泵被禁用时，将正供电轨耦合到调节器。

驱动器电路还可以包括电荷泵调节器电压生成器，其被配置成向电荷泵提供输入电压。电荷泵调节器电压生成器包括静态电荷泵调节器电压生成器和动态电荷泵调节器电压生成器中的一个。

静态电荷泵调节器电压生成器可以包括反馈回路，其将电荷泵的输出的一部分与确定的基准电压进行比较。

动态电荷泵调节器电压生成器可以包括：比较器，其比较可控电流目标值的一部分；以及另外的正向偏置建模电压生成器，其被配置成对激光二极管建模；至少另一开关，其被配置成：当电荷泵被启用时，将电荷泵的输出耦合到另外的正向偏置建模电压生成器，并且当电荷泵被禁用时，将正供电轨耦合到另外的正向偏置建模电压生成器。

至少一个开关可以包括体开关。

体开关可以包括：反相器，被配置成接收电荷泵使能信号，并且被配置成输出反相电荷泵使能信号；第一PMOS晶体管，配置有耦合到反相电荷泵使能信号的栅极节点、耦合到电荷泵的输出的源极节点以及耦合到体开关输出的体节点和漏极节点；第二PMOS晶体管，配置有耦合到较低电压输入的源极节点和耦合到体开关输出的体节点和漏极节点；第三PMOS晶体管，配置有耦合到第二PMOS晶体管的栅极节点的漏极节点、耦合到电荷泵的输出的源极节点、耦合到体开关输出的体节点以及耦合到反相电荷泵使能信号的栅极节点；NMOS晶体管，配置有耦合到第二PMOS晶体管的栅极节点的漏极节点、耦合到接地节点的源极节点和体节点以及耦合到反相电荷泵使能信号的栅极节点。