激光器长导通时间的驱动电路
第一类激光驱动电路:
电路简图如图1所示,下面mos的导通时间是1ms,周期为40ms(25hz的重频),直接采用激光器加一个限流电阻的方式,恒流大小为(VCC - Vd) / R1。
优点:电路结构比较简单,所需器件很少。
缺点:这个电路会有一个非常严重的问题,当我激光器的工作电流大于1A时,导通时间1ms,周期40ms,这持续的1ms的1A的负载,直接把我电源电压拉下来了,VCC供电是外部供的5v,电源供电线长约0.8m。
从下图可以看出当工作电流500mA左右时,VCC供电输入这里电压被拉低了好多,这种电路只适合工作电流较小,供电线较短的情况。
电流很小的时候,还可以用图2的方式恒流,恒流的大小是输入信号的高电平减去BE结压降除R1。
考虑BE结的温度影响,还可以在R1上端这里接到误差放大器的输入。
第二类激光驱动电路:
这种电路结构是和TOF上的电路是一样的,通过电容放电来给激光器供电,因为测量的重频较低,比如说我重复频率25hz(40ms),激光器点亮1ms左右,这个1ms是很多CMOS的曝光所需要的时间,那么激光器点亮前我就有39ms的时间先给电容充电,充电的最大电流也就是5V / 100 = 50mA,而且这个电流还是不断减小的,这个把电源拉低就像我们遇到困难急需要一大笔钱的时候,我们很难拿出这么多钱,但是如果我们在困难来临前,知道省吃俭用把钱都存起来,那么当我们遇到困难的时候就可以一下子拿出一大笔钱,解了燃眉之急,因为有了这39ms的积累,才让我们度过这难熬的1ms。
这个电路是我认为比较好的驱动电路了,但是也有个缺点,就是它不是恒流电路,它的电流波形如下:
改善这个电流的下降速度我们可以在MOS管的漏极上面串联一个几欧姆的电阻来减缓放电的速度,电流波形如下:
第三类激光驱动电路:
为了改善第二类激光驱动电路的不恒流的小缺点,我们做了一个脉冲恒流的电路,电路如下:
我们通过在MOS管的源极加一个电阻来使MOSFET工作在线性区,恒流的原理是,当Id电流增大的时候,GS之间的电压减小,GS电压变小,Id电流又要变小,构成一个负反馈,这样就把电流恒住了。我们在原有的基础上又把输入的电压变大了,所以又需要一个升压电路,把5v升到15v。
测试的波形如下:
图中紫色为激光器的电流,绿色为5v输入的电压,可以看出脉冲的电流已经恒流了,输入的电压也只拉低一点点,满足5%的输入波动。
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