一种软启动恒功率激光指示器控制电路和方法与流程

本发明涉及激光器，具体为一种软启动恒功率激光指示器控制电路和方法。

背景技术：

1、激光指示器有广泛的应用，且随着需求日盛，对于激光器的要求也越来越高，需要满足宽温度范围、低功耗和稳定功率输出，也就需要保证激光器工作时的电流保持稳定，现有的激光指示器控制电路中，目前国内外采用的最多恒流方式有两种：其中一种是采用压控型恒流源，具有功耗低、成本低的特点，但是电流控制精度差，开关瞬间过冲大，响应慢；另外一种是采用mos运放闭环控制恒流源，其控制精度高，过冲小，响应快，但是在整个输出功率范围内，存在着功耗大，发热严重，甚至个别元器件会因为过热而失效。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提供了一种软启动恒功率激光指示器控制电路和方法，其可避免激光器过冲过流，保护激光器及其他器件，保证稳定功率输出，且功耗低。

2、本发明采用如下技术方案，一种软启动恒功率激光指示器控制电路，包括：

3、pd采样模块，用于采集激光的散射光，以获取出光电压；

4、主控模块，与所述pd采样模块连接，用于根据接收的出光电压获得实际激光输出功率，并输出相应控制信号；

5、转换输出模块，与所述主控模块连接，用于根据控制信号调整功率大小，并进行da转换输出；

6、压控恒流源模块，与所述转换输出模块连接，用于接收所述转换输出模块输出的转换信号，输出压控恒流信号；

7、ld驱动模块，与所述压控恒流源模块连接，用于接收压控恒流输出信号，以进行激光恒流输出。

8、进一步地，所述pd采样模块包括光电二极管pd、电阻r1、r2、电容c1；所述主控模块包括单片机；所述电阻r2的一端与所述电阻r1的一端、光电二极管pd的负极均相连接，所述电阻r1的另一端连接电源3.3v，所述光电二极管pd的正极接地；所述电阻r2的另一端与所述电容c1的一端相连接，且该连接点pd_mcu接于单片机；所述电容c1的另一端接地；

9、进一步地，所述转换输出模块包括电阻r3、电容c2、c3、数模转换器u1；所述数模转换器u1的1、2、8脚均接于单片机，所述数模转换器u1的4脚接地，所述电容c2的一端与所述数模转换器u1的7脚相连后接于所述电源3.3v，所述数模转换器u1的5脚与所述电阻r3的一端连接，所述电阻r3的另一端与所述电容c3的一端连接，所述电容c2、c3的另一端均接地；

10、进一步地，所述压控恒流源模块包括电阻r4～r7、电容c4～c12、电感l1、dc转换器u2、运算放大器u3；所述电容c4、c5的一端与所述dc转换器u2的10、11、12脚均相连后接电源5v，所述dc转换器u2的13脚接于所述单片机，所述电容c4、c5的另一端相连后接地，所述电容c6的一端接于所述dc转换器u2的9脚，所述电容c6的另一端与所述dc转换器u2的7、8脚均相连后接地，所述电感l1的一端与所述dc转换器u2的1、2、3脚均相连，所述电感l1的另一端与所述电阻r4的一端、dc转换器u2的14脚、电容c7、c8、c9、c10的一端、电阻r5的一端均相连接，所述电阻r4的另一端接于所述dc转换器u2的4脚，所述电容c7、c8、c9的另一端相连后接地，所述电容c10、电阻r5的另一端相连后与所述电阻r6、r7的一端、dc转换器u2的5脚均相连接，所述电阻r6的另一端接地，所述电阻r7的另一端与所述电容c11的一端、运算放大器u3的1脚均相连接，所述电容c11的另一端接于所述运算放大器u3的2脚，所述电容c12的一端与所述算放大器u3的8脚相连后接电源3.3v，所述电容c12的另一端接地，且所述运算放大器u3的2脚与所述电容c3的一端连接；

11、进一步地，所述ld驱动模块包括运算放大器u4、发光二极管d1、电容c13、电阻r8～r12；所述电阻r9的一端与所述电阻r8的一端、电容c13的一端、运算放大器u4的6脚均相连接，所述电阻r10的一端与所述电阻r11的一端、运算放大器u4的5脚均相连接，所述电阻r11的另一端接地，所述电阻r8、电容c13的另一端相连后接于所述运算放大器u4的7脚，且所述运算放大器u4的7脚与所述运算放大器u3的3脚连接，所述电阻r10的另一端与所述电阻r12的一端连接，所述电阻r9的另一端与所述电阻r12的另一端、发光二极管d1的负极均相连接，所述发光二极管d1的正极接地，且所述电阻r10的另一端与所述电感l1的另一端连接；

12、本发明还提出了一种软启动恒功率激光指示器控制方法，包括以下步骤：

13、步骤一、根据激光出光电压获取实际激光输出功率；

14、步骤二、若激光输出功率大于预设值，则主控模块控制调小数模转换器u1的输出电压，若激光输出功率小于预设值，则主控模块控制调大数模转换器u1的输出电压；

15、步骤三、调整的输出电压信号转换为模拟压控恒流信号，ld驱动模块根据模拟压控恒流信号进行激光恒流输出。

16、进一步地，获取实际激光输出功率，包括以下步骤：

17、s1.1、通过光功率计采集得到光功率p光，以及通过光电二极管pd采集得到光电流ipd；

18、s1.2、根据计算公式：vr1＝3.3v–vpd_mcu，ir1＝vr1/r1，ir1＝i，则获得流过光电二极管pd的电流i；

19、其中，vr1为电阻r1两端的电压；vpd_mcu为所述pd采样模块输出端的电压；ir1为流过电阻r1的电流；

20、s1.3、根据公式k＝p光/i，获得光电流比例k；

21、s1.4、根据公式p输出＝k*ipd，从而获得实际激光输出功率p输出。

22、本发明的有益效果是，pd采样模块采样得到激光指示器的功率，通过实时调整ld驱动模块的输出电流，保证实现激光指示器的恒功率输出，从而可避免激光器过冲过流，保护激光器及其他器件，且通过压控电源控制，可减少常规恒流源的mos器件压差损耗，有效实现降低电功耗。

技术特征：

1.一种软启动恒功率激光指示器控制电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种软启动恒功率激光指示器控制电路，其特征在于，所述pd采样模块包括光电二极管pd、电阻r1、r2、电容c1；所述主控模块包括单片机；所述电阻r2的一端与所述电阻r1的一端、光电二极管pd的负极均相连接，所述电阻r1的另一端连接电源3.3v，所述光电二极管pd的正极接地；所述电阻r2的另一端与所述电容c1的一端相连接，且该连接点pd_mcu接于单片机；所述电容c1的另一端接地。

3.根据权利要求2所述的一种软启动恒功率激光指示器控制电路，其特征在于，所述转换输出模块包括电阻r3、电容c2、c3、数模转换器u1；所述数模转换器u1的1、2、8脚均接于单片机，所述数模转换器u1的4脚接地，所述电容c2的一端与所述数模转换器u1的7脚相连后接于所述电源3.3v，所述数模转换器u1的5脚与所述电阻r3的一端连接，所述电阻r3的另一端与所述电容c3的一端连接，所述电容c2、c3的另一端均接地。

4.根据权利要求3所述的一种软启动恒功率激光指示器控制电路，其特征在于，所述压控恒流源模块包括电阻r4～r7、电容c4～c12、电感l1、dc转换器u2、运算放大器u3；所述电容c4、c5的一端与所述dc转换器u2的10、11、12脚均相连后接电源5v，所述dc转换器u2的13脚接于所述单片机，所述电容c4、c5的另一端相连后接地，所述电容c6的一端接于所述dc转换器u2的9脚，所述电容c6的另一端与所述dc转换器u2的7、8脚均相连后接地，所述电感l1的一端与所述dc转换器u2的1、2、3脚均相连，所述电感l1的另一端与所述电阻r4的一端、dc转换器u2的14脚、电容c7、c8、c9、c10的一端、电阻r5的一端均相连接，所述电阻r4的另一端接于所述dc转换器u2的4脚，所述电容c7、c8、c9的另一端相连后接地，所述电容c10、电阻r5的另一端相连后与所述电阻r6、r7的一端、dc转换器u2的5脚均相连接，所述电阻r6的另一端接地，所述电阻r7的另一端与所述电容c11的一端、运算放大器u3的1脚均相连接，所述电容c11的另一端接于所述运算放大器u3的2脚，所述电容c12的一端与所述算放大器u3的8脚相连后接电源3.3v，所述电容c12的另一端接地，且所述运算放大器u3的2脚与所述电容c3的一端连接。

5.根据权利要求4所述的一种软启动恒功率激光指示器控制电路，其特征在于，所述ld驱动模块包括运算放大器u4、发光二极管d1、电容c13、电阻r8～r12；所述电阻r9的一端与所述电阻r8的一端、电容c13的一端、运算放大器u4的6脚均相连接，所述电阻r10的一端与所述电阻r11的一端、运算放大器u4的5脚均相连接，所述电阻r11的另一端接地，所述电阻r8、电容c13的另一端相连后接于所述运算放大器u4的7脚，且所述运算放大器u4的7脚与所述运算放大器u3的3脚连接，所述电阻r10的另一端与所述电阻r12的一端连接，所述电阻r9的另一端与所述电阻r12的另一端、发光二极管d1的负极均相连接，所述发光二极管d1的正极接地，且所述电阻r10的另一端与所述电感l1的另一端连接。

6.一种软启动恒功率激光指示器控制方法，其特征在于：采用如权利要求1-5任一所述的一种软启动恒功率激光指示器控制电路；所述方法包括以下步骤：

7.根据权利要求1所述的一种软启动恒功率激光指示器控制方法，其特征在于，获取实际激光输出功率，包括以下步骤：

技术总结
本发明提供了一种软启动恒功率激光指示器控制电路和方法，其可避免激光器过冲过流，保护激光器及其他器件，保证稳定功率输出，且功耗低；包括：PD采样模块，用于采集激光的散射光，以获取出光电压；主控模块，与所述PD采样模块连接，用于根据接收的出光电压获得实际激光输出功率，并输出相应控制信号；转换输出模块，与所述主控模块连接，用于根据控制信号调整功率大小，并进行DA转换输出；压控恒流源模块，与所述转换输出模块连接，用于接收所述转换输出模块输出的转换信号，输出压控恒流信号；LD驱动模块，与所述压控恒流源模块连接，用于接收压控恒流输出信号，以进行激光恒流输出。

技术研发人员：蔡震,邱文强,顾泽良
受保护的技术使用者：江苏亮点光电科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15