[实用新型]一种激光二极管微秒脉冲驱动电路

说明书

技术领域

本实用新型属于电路控制领域，具体涉及一种激光二极管微秒脉冲驱动电路。

背景技术

半导体激光二级管需要用恒流源作为驱动。当需要得到脉冲激光时，需要采用脉冲电源作为驱动。由于需要得到的激光脉冲宽度要求比较小，所以对驱动脉冲电流的波形要求较高，需要脉冲电流的上升沿和下降沿比较陡峭，脉冲顶部要平，尽可能的接近矩形波。目前的驱动电路中，当脉冲电流较小时，容易达到要求，当脉冲电流较大时，由于传统电路受到增益带宽积的限制，不容易得到接近矩形波的脉冲电流。

目前常用的驱动方式为运放驱动，如图1所示，驱动脉冲输入到运算放大器U5同相输入端，运算放大器U5通过电阻R12连接场效应管Q5栅极，场效应管Q5导通时，电源VDD1和电容C3放电同时输出电流，使激光二级管LD1发激光。场效应管Q5源极上串接输出电流取样电阻R13，电阻R13采集到的输出电流信息通过电阻R11反馈到运算放大器U5反相输入端。引入负反馈后，电阻R13上的电压与输入脉冲电压相同，从而控制输出电流。

这种电路在驱动宽脉冲时，输出电流波形质量较高。当输入窄脉冲，特别是对微秒级脉冲时，信号中的高频分量较多，受到运算放大器U5增益带宽积参数影响，输出电流脉冲上升和下降时间相对变长，电流脉冲波形上升沿和下降沿不够陡峭，甚至有可能变成尖脉冲，使得激光二级管LD1输出光脉冲不能达到要求，甚至激光二级管LD1无法正常工作。

由于场效应管Q5极间会存在一定的极间电容，场效应管Q5额定电流越大，这种极间电容越大。由于极间电容存在，场效应管Q5被驱动时，栅极瞬间需要较大的驱动电流，驱动脉冲越窄，要求的上升和下降时间越快，需要的的驱动电流越大。而运算放大器U5输出电流有限，可能达不到这个驱动电流要求。选择大电流器件作为驱动级，电流能达到场效应管Q5驱动需求，但大电流器件驱动速度本身受限，不能输出高质量的窄脉冲。

运算放大器U5采用深度负反馈，反馈信号会产生相位偏移，在一定条件下会产生自激振荡。为了消除自激振荡，需要在运算放大器U5的反相输入端和输出端连接移相小电容，以破坏自激振荡条件。引入的移相小电容会引起转换速率的下降，不能输出高质量的窄脉冲。

实用新型内容

本实用新型针对上述不足之处而提供一种激光二极管微秒脉冲驱动电路。

本实用新型是这要实现的，一种激光二极管微秒脉冲驱动电路，驱动电路含可调稳压电路单元、输出单元、驱动单元、输出反馈单元、倒相单元和控制单元，控制单元设置触发脉冲输入端Pin,控制单元输出端与可调稳压电路单元信号输入端连接；可调稳压电路单元输出端同时与倒相单元电源输入端和驱动单元电源输入端连接；控制单元输出端与倒相单元信号输入端连接，倒相单元输出端与驱动单元信号输入端连接，驱动单元输出端与输出单元信号输入端连接，输出单元设置输出正极点A和输出负极点B与激光二极管连接；输出反馈单元输入端与输出单元连接，输出反馈单元输出端与控制单元连接。

可调稳压电路单元包括数模转换器U2，数模转换器U2的输入端与控制单元中单片机U1相连接，数模转换器U2输出端与运算放大器U3同相输入端连接，运算放大器U3输出端与三端可调稳压器U4的调整端ADJ连接，调整端ADJ通过电阻R3与输出端Vout连接，运算放大器U3反相输入端通过电阻R1接地，运算放大器U3反相输入端通过电阻R2与三端可调稳压器U4的输出端Vout连接，三端稳压器U4的输出端Vout与滤波电容C1正极连接，滤波电容C1负极接地，三端稳压器U4的输出端Vout同时与倒相单元(5)和驱动单元(3)连接。

倒相单元中双极型NPN三极管Q1的基极通过电阻R5与控制单元中单片机U1连接，双极型NPN三极管Q1的发射极接地，双极型NPN三极管Q1的集电极与驱动单元连接，双极型NPN三极管Q1的集电极通过阻R4与三端可调稳压器U4的输出端Vout连接。

驱动单元中，P沟道增强型场效应管Q2的源极与三端可调稳压器U4的输出端Vout连接，P沟道增强型场效应管Q2的漏极与N沟道增强型场效应管Q3的漏极相连接后与输出单元连接，N沟道增强型场效应管Q3的源极接地，P沟道增强型场效应管Q2的栅极和N沟道增强型场效应管Q3的栅极同时与双极型NPN三极管Q1的集电极相连接。