[发明专利]提供能量脉冲的电路

说明书

相关申请

本申请要求享有序列号为61/833,501的美国临时申请(2013年11月6日提交的题目为“Smart Management Of Power Resources”)的优先权，该临时申请通过引用并入本文。

背景

在具有与环境光相比具有更高的光功率密度的光源的移动系统中，该光可以用于以某种模式照亮周围环境。为了克服环境光，光源以脉冲模式操作，使得在脉冲期间发出的光的密度与环境相比更高。

同样，在其他移动系统中，诸如移动电话、平板电脑和笔记本电脑，其具有有限的电力供应或者具有对于外部端口(诸如，USB端口)的有限输出功率，向负载供应以脉冲操作的高功率可能需要大的电力供应。此外，当使用具有高效率驱动器的大功率准连续波(QCW)光源时，输出功率将自身反射到输入源。

另一个挑战是当输出功率随时间变化时，在这种情况下，它具有不可预测的电流和/或宽度。因此不能选择恒流源。如果瞬时输出功率被反射到电源输入端，则其将会导致对于每个输出脉冲的电压降。这可以破坏使用相同输入功率的其他单元(因此与共存相干扰)。

消耗来自采用电线连接到驱动器的输入源的突发的大电流，可能会导致电气干扰和电磁干扰(EMI)。在移动设备中目前使用3种类型的电源：电池、USB端口和DC电力供应。电池所存储的能量取决于几个因素，其中的一个是输出电流。与低电流放电相比，高电流电池放电降低了电池的总体容量。在处理DC电源时，电源的成本和尺寸还取决于峰值输出功率。最后，USB端口具有有限的输出功率。

存在一些已知的解决方案解决这些类型的问题。这样的解决方案包括：使用电容器组以便降低电压降，使用浪涌电流限制器(诸如，负温度系数电阻器(NTC)和正温度系数电阻器(PTC)、或电感器)、以及最后使用上述解决方案的组合。

现有解决方案存在几个缺点：使用电容器组是对空间和成本要求很高的解决方案。另外，它并不解决反射的输出电流。浪涌电流限制器对于NTC解决方案具有低效率，而对于电感器解决方案需要空间。此外，限制器不供应恒定电流。它只将浪涌电流限制在特定的值。缺乏动态响应：对负载电流(光源)的每个占空比要求具体值(NTC、电感器)。

概述

一种电路包括：能量存储设备，其被配置成向负载提供能量的脉冲；充电器电路，其耦合到能量存储设备，以从峰值能量约束供应接收电能；控制器，其耦合到充电器电路，以控制充电器电路根据在脉冲之间的时间对能量存储设备进行充电，以降低由峰值能量约束供应提供的峰值能量。

附图简述

图1是根据示例实施例的电路的框图。

图2是图1的电路的框图，包括根据示例实施例的可选传感器。

图3是根据示例实施例示出用于控制图1的系统中的电流的控制回路和状态机的流程图；

图4是根据示例实施例示出用于在每个负载脉冲期间控制电流负载的控制回路和状态机的流程图；

图5是根据示例实施例示出用于控制在负载脉冲之间的电流的控制回路和状态机的流程图；

图6是根据示例实施例示出用于控制在可变能量负载脉冲下的电流的控制回路和状态机的流程图；并且

图7是根据示例实施例示出在脉冲期间图1的电路中消耗的电流的时间图的示例。

图8是根据示例实施例示出激光驱动器的抖动的电路框图。

图9是示出根据示例实施例的用于EMI降低的激光驱动器脉冲整形控制的曲线图。

图10是根据示例实施例的具有抖动和不具有抖动的激光驱动器的EMI频谱分析。

图11是用于实施一个或更多个示例实施例的电路的框图。

详细描述

在以下描述中，参考形成本文的部分的附图，并且其中通过示出可被实践的具体实施例的方式显示。对这些实施例进行了足够详细的描述，以使本领域技术人员能够实践本发明，并且应当理解，可以利用其他实施例，并且可以在不脱离本发明的范围的情况下进行结构的、逻辑的和电气的改变。因此，对示例实施例的以下描述不被看作是限制的意思，并且本发明的范围由所附权利要求限定。