[发明专利]一种辐射驱动电路、辐射驱动方法及辐射发射装置

说明书

本发明提供了一种辐射驱动电路、辐射驱动方法及辐射发射装置，其中，该辐射驱动电路包括：辐射产生模块和至少两个供电模块，辐射产生模块的输入端与至少两个供电模块的输出端连接；该至少两个供电模块包括：初始供电模块，用于向辐射产生模块提供第一电压V1作为初始电压；终态供电模块，用于向辐射产生模块提供第二电压V2，使辐射产生模块的电流为预设阈值；该至少两个供电模块按照输出电压由高到低的次序，在满足预设条件时切换至下一供电模块，直至切换至终态供电模块。通过本发明缩短了辐射产生模块上升沿时间，同时降低了能耗。

技术领域

本发明属于辐射驱动领域，具体涉及一种辐射驱动电路、辐射驱动方法及辐射发射装置。

背景技术

半导体激光器具有体积小、可靠性强、效率高、重量轻且价格低等优点，使得其在光电子领域的应用非常广泛。近年来，半导体激光器作为发射光源在激光测距、激光检测及目标识别等领域的应用发展尤为迅速。

在实际应用过程中，对激光脉冲的上升沿时间提出越来越高的要求，为获得良好的应用效果通常要求激光脉冲的脉宽窄、上升沿快。尤其在激光雷达测距系统中，需要通过激光脉冲的发射和回波的时间差结合光的传播速度来确定距离，上升时间越长，引入的时间误差就会越大，将直接导致测量误差，降低了激光雷达测距的精度。

激光脉冲的上升沿时间主要取决于驱动电路的性能。目前为获得上升沿快的激光脉冲，多采用电容作为储能器件，先对电容充电至电源电压，然后由电容放电供给激光器，产生瞬态大电流。但是，驱动路径上不可避免的会存在寄生电感，通常为数十nH，即使通过合理布线优化激光器的封装方式，也仍然会较高，无法满足高精度要求，该寄生电感的存在成为限制电流突变的主要因素。

现有技术中，为了增加流过激光器电流的上升速度，在激光器的供电回路中增设了电阻，利用电阻在激光器工作时的分压作用提高了电源电压。激光器启动时，由于电流很小，电阻上的分压U_R＝IR很小，因而在导通瞬间几乎使全部电源电压加载到寄生电感和激光器上，由电感电流和电感两端电压的关系U_L＝L(di/dt)可知，U_L越高，电流变化速度也将越大，从而实现快速发光，获得陡峭的上升沿。

然而，根据P＝I²*R可知，由于限流电阻的存在，会额外增加驱动电路的功耗，尤其是针对大功率激光器，由于电流较大，功耗尤为严重。

因此，亟待设计一种能够提高电流上升速度的、低功耗的驱动方案。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明实施例提供了一种辐射驱动电路、辐射驱动方法及辐射发射装置，以解决现有技术无法得到上升速度快、功耗低的脉冲信号的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案予以实现：

本发明实施方式的第一方面中，提供了一种辐射驱动电路，该辐射驱动电路包括辐射产生模块和至少两个供电模块。辐射产生模块的输入端与至少两个供电模块的输出端连接。上述至少两个供电模块包括：初始供电模块，用于向辐射产生模块提供第一电压V1作为初始电压；终态供电模块，用于向辐射产生模块提供第二电压V2，使辐射产生模块的电流为预设阈值；其中，该至少两个供电模块按照输出电压由高到低的次序，在满足预设条件时切换至下一供电模块，直至切换至终态供电模块。

在本发明的一个实施例中，初始供电模块包括驱动单元和第一储能单元，第一储能单元的第一端分别与驱动单元的输出端以及辐射产生模块的输入端连接。

在本发明的一个实施例中，驱动单元包括第一电源和第一开关，第一电源通过第一开关与第一储能单元的第一端连接。

在本发明的一个实施例中，终态供电模块包括第二电源和第二储能单元。第二储能单元的第一端分别与第二电源的输出端以及辐射产生模块的输入端连接。