[发明专利]脉冲恒流源与直流恒流源叠加电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光二极管的驱动电路，尤其涉及一种大电流脉冲恒流源与小电流直流 恒流源的叠加电路。

背景技术

对于一些特殊用途的发光二极管，如半导体激光二极管，发出激光时二极管工作在 受激激发状态，需要流过很大的电流，这个电流不能是连续的直流，否则激光二极管很容易 过功率热损坏。实际使用时，驱动激光二极管的电流是窄脉冲型恒流源，占空比很小，一般 最大20％，但是电流都很大，从20A到250A不等。激光二极管有一个非常脆弱的缺点，就是不 能承受反向电压和反向电流，很低的反向电压和反向电流就会对其造成损坏。所以在大电流 脉冲的上升和下降沿为了防止激光二极管两端出现反向电压，需要给激光二极管施加一个小 电流的直流恒流源，使其两端存在一个小的正向偏置电压。另外，激光的方向性、单色性、 相干性在所有光中是最好的，然而驱动电流很小的变化或者温度的变化都会对二极管发出激 光的单色性产生影响，这时需要通过对驱动电流进行微调来调节激光的单色性，小电流直流 恒流源就可以用来实现这个功能。

在实际使用时，大电流脉冲恒流源和小电流直流恒流源需要同时输出，施加在激光 二极管上面，相对于同一个负载，大电流的产生需要较高电压的电压源，小电流的产生只需 要较低电压的电压源。实现大电流(高电压)和小电流(低电压)在同一个负载上叠加的方 法，以前有如下两种：

第一种如图1所示，使用同一个电压源Uin1，通过两套线性稳流电路，分别形成大 电流脉冲恒流源和小电流直流恒流源，所述两套电路共同接地，实现简单。电压源需要输出 大电流脉冲，在相同负载下其电压就会比较高；而小电流直流在负载上产生的电压很低，电 压源大部分电压加在直流恒流源控制开关管S2上，这样小电流直流恒流源形成电路损耗就会 很大，效率很低。

第二种如图2所示，使用两个电压源Uin1和Uin2，来分别形成大电流脉冲恒流源和 小电流直流恒流源，其中Uin1的电压大于Uin2的电压，两个电压源的正极均与负载的正极接 线端相连，两个电压源的负极分别通过采样电阻和对应的控制开关管的串联电路与负载负极 接线端连接，两个电压源共地。这样在大电流脉冲恒流源和小电流直流恒流源同时输出时， 开关S4导通，由电压源Uin1来提供能量；在只有小电流直流输出时，开关S4断开，由电压源 Uin2提供能量。由于大电流脉冲的占空比很小，此法可以提高效率。但两个电压源共地，彼 此之间需要加比较复杂的隔直电路S4和D2，还可能出现由小电流电压源提供大电流脉冲的情 况而造成器件损坏，而且脉冲电压的上升沿、下降沿比较快，相当于在负载RL上产生了电压 抖动；由于两个电压源电压恒定，两个电流源共地，根据基尔霍夫电压闭环理论，小电流直 流恒流源形成电路中S2、R2上的电压也会产生抖动，造成流过其上的小电流直流产生抖动。

发明内容

本发明的目的是提供一种脉冲恒流源与直流恒流源叠加电路，以有效避免大电流脉冲上 升沿、下降沿对小电流直流造成的干扰，避免脉冲大电流由小电流电压源来提供而造成小电 流电压源的损坏。

为达到上述发明目的，本发明的技术方案在于提供一种脉冲恒流源与直流恒流源叠加电 路，主要包括大电流脉冲恒流源形成电路和小电流直流恒流源形成电路，大电流脉冲恒流源 形成电路主要由大电流电压源、脉冲恒流源控制电路及脉冲恒流源控制开关组成，小电流直 流恒流源形成电路主要由小电流电压源、直流恒流源控制电路及直流恒流源控制开关组成， 所述的大电流电压源的负极和小电流电压源的负极分别单独接地，两个接地端之间连接有叠 加开关，该开关的控制端连接有叠加开关控制控制电路，控制两个接地端之间导通或断开， 叠加开关与脉冲恒流源开关同步动作；叠加开关与小电流电压源的负极接地端之间和/或叠 加开关与小电流电压源的负极接地端之间连接有防电流逆流元件，使电流由小电流电压源的 负极接地端向大电流电压源的负极接地端单向流动。

叠加开关控制电路的输入信号由脉冲恒流源控制电路提供。

大电流电压源的正极与负载的正极之间连接有防电流逆流元件。

所述的叠加开关为电子开关管。

所述的防电流逆流元件为二极管，且至少为一个。