[发明专利]一种脉冲激光发射电路

说明书

技术领域

本发明属于激光测量技术领域，具体涉及一种脉冲激光发射电路。

背景技术

激光测距系统采用激光器作为光源，发射器发射出一定频率、脉宽的激光，激光经过光学系统汇聚后发射出，行进过程中遇到被测物或者障碍物，激光被返回，返回后的回波信号被光电探测器接收，再被后续电路放大整形后鉴别出收到回波的时刻，计算出激光飞行时间t，根据飞行时间可算得距离，完成测距。与其它测距方式相比，激光测距系统具有价格便宜，结构简单，可靠性强，抗干扰能力强，适用范围广，隐蔽性好的特点，尤其在军事领域有不可撼动的应用地位。

脉冲激光发射电路主要包括脉冲激光测距的高压产生电路和激光发射驱动电路设计，高压产生电路具有电路简单，高压稳定性强，噪声小的特点。驱动电路可以发射高重频，窄脉冲的激光。常见的高压发生电路都是利用DC-DC升压电路，大电感充放电来实现，电压不稳定，高压不可调，并且纹波较大。

发明内容

本发明提出一种脉冲激光发射电路，通过高压发生电路和驱动电路来实现高重频、窄脉冲的激光发射。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种脉冲激光发射电路，包括高压发生电路以及激光发射驱动电路，高压发生电路为驱动电路提供高压，驱动电路发射激光；

高压发生电路包括升压控制器、第一电阻、第三电容、第五电容、第二电阻、滑动变阻器、第三电阻、第四电容、第六电容、第四电阻、第一开关MOS芯片、第一电感、第一二极管、第五电阻、第一电容、第二电容；其中，升压控制器的电源管脚与外部电压源连接，同时与第一电容、第二电容、第四电容以及电感的第一端连接，第一电容、第二电容、第四电容的第二端接地；升压控制器电流采样输入管脚与第四电阻和第六电容的第一端以及第一开关MOS芯片的源极连接，第四电阻和第六电容的二端接地；升压控制器的频率补偿管脚与第三电容的第一端连接，第三电容的第二端与第一电阻的第一端连接，第一电阻的第二端接地；升压控制器的反馈管脚与第二电阻第一端连接以及滑动变阻器的滑动端连接，滑动变阻器的一固定端接第五电阻的第二端，升压控制器的反馈管脚同时接第五电容的第一端，第二电阻和第五电容的第二端均接地；升压控制器的模拟地管脚和升压控制器的数字地管脚直接接地；升压控制器的输出驱动管脚与第一开关MOS芯片的栅极相连；升压控制器的频率调节管脚接第三电阻的第一端，第三电阻的第二端接地；第一MOS芯片的漏极接第一二极管的正极以及电感的第二端；第一二极管的负极与第五电阻的第一端连接后输出高压，输出高压存储于后接储能电容。

进一步，所述高压发生电路在PCB版实现，第五电阻位于电路板底层，其他元器件位于电路板顶层。

进一步，驱动电路包括电流放大芯片、第二开关MOS管芯片、激光二极管、第十电容、第十一电容、第六电阻、第七电阻、第十二电容；其中，电流放大芯片两个电源管脚相连后与外部电压源连接；电流放大芯片的信号输入端管脚接脉冲驱动信号，电流放大芯片的接地脚与地连接，电流放大芯片的两个输出脚相连并接第六电阻的第一端；第六电阻第二端与第二开关MOS管芯片的栅极相连，第二开关MOS管芯片的漏极与第七电阻的第二端和第十二电容的第一端连接，第二开关MOS管芯片的源极接地；第七电阻的第一端与高压源相连；第十电容与第十一电容并联后其第一端接输入电源，第二端接地；第十二电容的第二端与激光二极管的负极相连，激光二极管正极接地。

进一步，所述驱动电路在PCB版中实现，第七电阻、第十电容、第十一电容放置在电路板的底层，开关MOS管芯片、第六电阻、激光二极管、电流放大芯片放在电路板的顶层。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于，采用升压控制芯片的设计实现160V高压的产生，稳定性强，噪声较小，具有过热关断，短路保护，超电压保护功能，并且滑动变阻器可以对高压值进行微调；激光发生的驱动电路实现了高峰值功率，脉冲宽度只有8ns窄带脉冲；激光的充放电过程中损失的功率较大，对电路进行合理的布局使得电路寄生参数小，减小了功率的损耗，最终提高了测距的精度和作用距离。

附图说明

图1是本发明中高压发生电路原理图。

图2是本发明中脉冲激光驱动电路原理图。

图3是本发明高压发生电路PCB图。

图4是本发明脉冲激光驱动电路PCB图。

图5是本发明激光发射脉冲的示波器图。

具体实施方式