[发明专利]电压自适应激光器驱动电路及其控制方法

权利要求书

1.一种电压自适应激光器驱动电路，其特征在于，包括：开关电源（1），激光器（2），恒流驱动电路（3），电流设置电路（4），MCU控制电路（5），电压采集电路（6），电压设置电路（7）；

所述开关电源（1），分别与所述激光器（2）和所述电压设置电路（7）相连，用于为所述激光器（2）和所述电压设置电路（7）提供电能；

所述激光器（2），分别与所述开关电源（1）和所述恒流驱动电路（3）相连，用于产生光线；

所述恒流驱动电路（3），分别与所述激光器（2）和所述电流设置电路（4）相连，用于将流过所述激光器（2）的电流控制为恒定电流；

所述电流设置电路（4），分别与所述恒流驱动电路（3）和所述MCU控制电路（5）相连，用于根据所述恒流驱动电路（3）的输出电流对应输出模拟电压；

所述MCU控制电路（5），分别与所述电流设置电路（4）、所述电压采集电路（6）和所述电压设置电路（7）相连，用于实现所述电压自适应激光器驱动电路的数控调节；

所述电压采集电路（6），与所述MCU控制电路（5）相连，用于采集模拟电压实现数字控制；

所述电压设置电路（7），分别与所述MCU控制电路（5）和所述开关电源（1）相连，用于输出电压给所述开关电源（1）实现输出电压的线性调节；

所述开关电源（1）进一步包括：输入电压VCC、输出电压OUT、复位信号RESET和电压调节管脚FB；

所述的激光器（2）为采用恒流电流驱动的激光器。

2.根据权利要求1所述电压自适应激光器驱动电路，其特征在于，所述电流设置电路（4）进一步包括数字控制模拟电压设置电路和选择输出电路；所述电流设置电路（4）进一步包括多通道DA芯片和多通道模拟开关芯片，所述DA芯片向所述模拟开关芯片输出电压。

3.根据权利要求1所述电压自适应激光器驱动电路，其特征在于，所述恒流驱动电路（3）为电流串联负反馈结构；电流取样电阻的电压接到运放的输入负极；所述电流设置电路（4）的输出信号接到限流电阻的一端，限流电阻的另一端接到运放的输入正极，运放的输出信号接功率MOS管的栅极。

4.根据权利要求1所述电压自适应激光器驱动电路，其特征在于，所述恒流驱动电路（3）为电流并联负反馈结构；并联电阻一端接运放的输入负端，另一端接电流取样电阻的输入端；限流电阻一端接模拟开关芯片的输出信号，限流电阻的另一端接到运放的输入负极，运放的正极接基准电压芯片的输出端子，运放的输出信号接功率MOS管的栅极。

5.根据权利要求1所述电压自适应激光器驱动电路，其特征在于，所述MCU控制电路（5）进一步用于对所述电压设置电路（7）和所述开关电源（1）的输出电压进行PID设置。

6.根据权利要求1所述电压自适应激光器驱动电路，其特征在于，所述的恒流驱动电路（3）采用线性恒流控制方式设置，其拓扑结构为电流串联负反馈结构，或者为电流并联负反馈结构。

7.根据权利要求1所述电压自适应激光器驱动电路，其特征在于，所述的电压设置电路（7）进一步包括：DA转换电路，所述DA转换电路的输出端连接电压设置电阻的一端，所述电压设置电阻的另一端连接所述开关电源（1）。

8.一种如权利要求1-7中任一项所述电压自适应激光器驱动电路的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

第1步，开机后，开关电源（1）的电压调节管脚FB的输入的电压V_FB为0V，此时开关电源（1）的输出电压Vout设置为最大值；

第2步，根据用户配置的阶梯电流值，选择流过激光器（2）的阶梯电流中的最大输出阶梯电流Imax，在此周期内进行输出电压控制；

第3步，电压采集电路（6）获取激光器（2）输入电压VLD+、激光器（2）输出电压VLD-、恒流驱动电路（3）取样电阻的电压VRS，计算激光器（2）两端的工作电压VLD；

第4步，计算恒流驱动电路（3）中的MOS管的功率热耗散；

第5步，根据恒流驱动电路（3）中的MOS管功率热耗散的预设值PH，确定MOS管的漏极和源极的压降VDS；

第6步，计算开关电源（1）的输出电压Vout；

第7步，计算电压设置电路（7）的DA芯片的输出电压VT的数值，然后通过MCU控制电路（5）采用逐步升高VT的方式控制电压设置电路（7）的DA芯片的输出电压VT；

第8步，通过MCU控制电路（5）控制电压采集电路（6）再次取样各点的工作电压，根据开关电源（1）的输出电压Vout和电压设置电路（7）的DA芯片的VT的数值，对MOS管的实际功耗和预设功耗进行比较，实现输出电压数值PID的闭环控制。