激光器驱动电路及驱动方法、照明系统、激光雷达与流程

本说明书实施例涉及激光驱动控制，尤其涉及一种激光器驱动电路及驱动方法、照明系统、激光雷达。

背景技术：

1、激光器是现代激光加工系统中必不可少的核心组件之一，随着激光技术的不断发展，出现了半导体激光器。由于半导体激光器具有很明显的技术优势，例如体积小、重量轻、效率高、能耗小、寿命长等优点，半导体激光器在光纤通信、光纤传感、激光材料处理等领域获得了广泛的应用。

2、基于不同的连接关系，激光器模组可以包括共阳极激光器和共阴极激光器。而共阴极的激光器模组无法使用同一恒流源进行驱动，通常做法是单个恒压源驱动单路激光器，而应用到多路激光器时，各激光器的发光一致性差异大。

3、在此背景下，如何提高激光器的发光一致性，成为了本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本说明书实施例提供一种激光器驱动电路及驱动方法、照明系统、激光雷达，能够提高激光器的发光一致性。

2、第一方面，本说明书实施例提供了一种激光器驱动电路，与激光器模组耦接，所述激光器模组包括多个激光器，各激光器的阴极连接并接地，其中，所述激光器驱动电路包括：

3、采样单元，与各激光器的阳极耦接，适于获取各激光器发光过程中的工作阻抗，得到对应的阻抗采样信号；

4、控制单元，适于接收所述阻抗采样信号，并根据所述阻抗采样信号对应的工作阻抗，以及预先设置的阻抗与驱动电压间的映射关系，生成与所述工作阻抗对应的驱动控制信号；

5、驱动单元，与各激光器的阳极和所述控制单元分别耦接，适于响应于所述驱动控制信号，生成与所述工作阻抗对应的驱动信号，以调节相应激光器的发光参数。

6、上述实施例中的激光器驱动电路，根据各激光器在发光过程中的工作阻抗，即可由同一驱动单元为各激光器提供与所述工作阻抗对应的驱动信号，使得各激光器能够在适宜的电参数下工作，因而能够提高激光器的发光一致性。

7、可选地，所述采样单元包括：多个第一采样电阻、多个第二采样电阻、多个选通模块和多个采样模块，其中：

8、一个第一采样电阻对应一个选通模块，且所述第一采样电阻的第一端与第一电源端耦接，其第二端与所述选通模块的第一端耦接；

9、一个选通模块对应一个激光器和一个采样模块，且所述选通模块的第二端与所述采样模块和所述激光器的阳极分别耦接；所述选通模块适于在被选通时，导通与其耦接的激光器和所述第一电源端的通路；

10、一个采样模块对应一个第二采样电阻，且所述采样模块与所述第二采样电阻的第一端耦接，适于在所述选通模块被选通时，获取相应激光器发光过程中的工作阻抗，并输出所述阻抗采样信号；

11、所述第二采样电阻的第二端接地。

12、上述实施例中，可以分别采用一个采样模块采集对应的一个激光器的工作阻抗，从而能够提高获取到的阻抗采样信号的精度，进而能够进一步提高各激光器的发光一致性。

13、可选地，所述采样模块包括运算放大器，所述运算放大器的第一输入端与所述选通模块的第二端、所述激光器的阳极分别耦接，其第二输入端与所述第二采样电阻的第一端耦接，其输出端与所述控制单元耦接，适于输出所述阻抗采样信号。

14、上述实施例中，使得采样模块的实现方式更加简单。可选地，激光器驱动电路还包括：逻辑运算单元，分别与各采样模块和所述控制单元耦接，适于对各采样模块输出的阻抗采样信号执行逻辑运算，得到逻辑运算结果；

15、所述控制单元，还适于根据所述逻辑运算结果，以及与所述阻抗采样信号相对应的驱动信号，更新预先设置的阻抗与驱动电压间的映射关系。

16、上述实施例中，通过使各采样模块共用同一个逻辑运算单元，可以对各采样模块输出的阻抗采样信号执行逻辑运算，从而能够逐次将各采样模块的采样结果输入至控制单元，如此只需要占用控制单元的一个接收端口，无需占用过多的连接端口，能够简化电路结构。

17、可选地，激光器驱动电路还包括：光强探测单元，与所述控制单元耦接，适于探测各激光器的发光功率，并生成对应的光强探测信号至所述控制单元；

18、所述控制单元，还适于在确定所述光强探测信号所包含的发光功率低于设定发光功率时，输出采样控制信号至所述采样单元，以选通与所述光强探测信号相对应的选通模块，其中，处于导通状态选通模块所对应的激光器的阻抗值作为当前工作阻抗值。

19、上述实施例中，通过对光强探测单元和控制单元的配合设置，仅需要采集发光功率低于设定发光功率的激光器的工作阻抗，也即仅需要调节发光功率低于设定发光功率激光器的发光参数，无需对于发光功率正常的激光器的阻抗值进行采集，实现阻抗值的点对点的精准采集，因而能够提高驱动效率。

20、可选地，所述驱动单元包括：驱动模块、比较模块、开关模块和反馈模块，其中：

21、所述驱动模块，与所述控制单元、所述比较模块和反馈模块分别耦接，适于响应于所述驱动控制信号，生成与所述工作阻抗对应的驱动信号；以及适于根据反馈信号，调节所述驱动信号的电参数，其中，所述驱动信号的电参数包括驱动信号的电压值和电流值；

22、所述比较模块，与所述开关模块耦接，适于根据所述驱动信号以及外接的输入电压，输出相应的导通信号；

23、所述开关模块，与所述激光器模组和所述控制单元耦接，适于响应于所述导通信号，以及来自于所述控制单元的开关信号，将所述驱动信号输出至所述激光器模组；

24、所述反馈模块，适于采集所述驱动信号的电参数，并在确定所述驱动信号的参数未满足预设电参数时，输出用于调节所述驱动信号的电参数的所述反馈信号至所述驱动模块。

25、上述实施例的调节过程中，反馈模块可以采集所述驱动信号的电参数，并在确定所述驱动信号的参数未满足预设电参数时，输出用于调节所述驱动信号的电参数的所述反馈信号至所述驱动模块，使得所述驱动模块能够根据反馈信号，调节所述驱动信号的电参数，以提高得到的驱动信号的精度。

26、可选地，所述反馈模块包括：第一电压比较器、电流比较器和第二电压比较器，其中：

27、所述第二电压比较器的第一输入端与所述开关模块、所述电流比较器的第一输入端分别耦接，其第二输入端与所述开关模块、地分别耦接，其输出端与所述驱动模块耦接，适于采集所述驱动信号的电压值；

28、所述第一电压比较器的第一输入端与第二电源端耦接，其第二端与所述电流比较器的第一输入端耦接，其输出端与所述驱动模块耦接，适于采集所述第二电源端提供的输入电压值，以及根据所述第二电压比较器采集的驱动信号的电压值，输出相应的电压比较信号至所述驱动模块；

29、所述电流比较器的第一输入端与所述开关模块、所述第二电压比较器分别耦接，其输出端与所述驱动模块耦接，适于根据采集到的所述驱动信号的电流值与预设电流值间的关系，输出相应的电流比较信号至所述驱动模块。

30、可选地，所述开关模块包括第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管，且所述第一晶体管和所述第二晶体管不同；

31、所述第一晶体管的控制端与所述比较模块耦接，其输入端与第二电源端耦接，其输出端与所述第二晶体管的输入端、所述第三晶体管的输入端、电流比较器的第一输入端分别耦接；

32、所述第二晶体管的控制端与所述比较模块耦接，其输出端分别与所述第二电压比较器的第二输入端、地耦接；

33、所述第三晶体管的控制端与所述控制单元耦接，其输入端与所述激光器模组耦接。

34、可选地，所述激光器驱动电路还包括：

35、电压保护单元，与驱动单元耦接，适于在确定接入的第二电源端提供的电压与设定的第一基准电压间的差值满足预设电压阈值时，对所述第二电源端提供的电压进行分压处理，得到分压电压，并输出至所述驱动单元，以使所述驱动单元输出对应的驱动信号至相应激光器的阳极。

36、上述实施例中，由于电压保护单元能够在确定接入的第二电源端提供的电压与设定的第一基准电压间的差值满足预设电压阈值时，通过对所述第二电源端提供的电压进行分压处理，得到分压电压，并输出至所述驱动单元，从而能够使所述驱动单元输出对应的驱动信号至相应激光器的阳极，避免因第二电源端提供的电压较大，以损坏所述驱动单元，提高激光器驱动电路运行的稳定性。

37、可选地，所述电压保护单元包括：误差放大器、分压模块和第一电阻，其中：

38、所述误差放大器的第一输入端适于输入第二电源端提供的电压，其第二输入端接所述第一基准电压，其第三输入端通过所述第一电阻接地，其输出端与所述分压模块的第一端耦接；

39、所述分压模块的第二端接与所述驱动单元耦接。

40、可选地，所述激光器驱动电路还包括：电压转换单元，耦接于所述电压保护单元和所述驱动单元之间，适于转换所述分压电压，得到转换电压，并将所述转换电压输出至所述驱动单元。

41、可选地，所述电压转换单元包括：脉冲放大器和电容，其中：

42、所述脉冲放大器的第一输入端与所述电压保护单元、所述电容的第一端分别耦接，其第二接设定的第二基准电压，其输出端与所述驱动单元耦接；

43、所述电容的第二端接地。

44、上述实施例中，通过设置电压转换单元能够转换所述分压电压，得到适于驱动单元工作的转换电压，进一步提高激光器驱动电路运行的稳定性。

45、可选地，激光器驱动电路还包括：配置单元，与所述控制单元耦接，适于基于配置数据，对所述控制单元的进行功能配置，以确定激光器的发光参数以发光模式。

46、上述实施例中，通过配置单元的设置，使得激光器驱动电路适可以配不同的工作模式，从而提高激光器驱动电路的普适性。

47、第二方面，本说明书实施例还提供一种照明系统，包括：

48、激光器模组，适于提供照明光，所述激光器模组包括多个激光器，各激光器的阴极连接并接地；

49、前述任一实施例所述的激光器驱动电路，与各激光器的阳极耦接，适于为各激光器提供驱动信号，以调节相应激光器的发光参数。

50、上述的照明系统中，通过激光器驱动电路的应用，使得系统的发光一致性更强，从而大大提升照明效果。

51、第三方面，本说明书实施例还提供一种激光雷达，包括激光器模组、光学系统、回波探测装置及计算系统，前述任一实施例所述的激光器驱动电路，其中：

52、所述激光器模组，包括多个激光器，各激光器的阴极连接并接地，适于提供探测光；

53、所述激光器驱动电路，与各激光器的阳极耦接，适于驱动所述激光器模组中的激光器发光；

54、所述光学系统，适于将所述探测光传导到探测目标物，并将所述探测目标物的反射光传导到所述回波探测装置；

55、所述回波探测装置，适于获取所述反射光的接收时间；

56、所述计算系统，适于根据所述探测光的发射时间和所述反射光的接收时间，计算所述探测目标物的距离。

57、上述的激光雷达中，通过激光器驱动电路的应用，使得系统的发光一致性更强，有利于保证激光雷达探测时激光器阵列工作的一致性，从而更好地提高激光探测的精度。

58、第四方面，本说明书实施例还提供一种激光雷达激光器驱动方法，用于调节激光器模组中相应激光器的发光参数，其中，各激光器的阴极连接并接地，所述激光器驱动方法包括：

59、获取各激光器在发光过程中的工作阻抗，并得到对应的阻抗采样信号；

60、根据所述阻抗采样信号对应的工作阻抗，以及预先设置的阻抗与驱动电压间的映射关系，生成与所述工作阻抗对应的驱动控制信号；

61、响应于所述驱动控制信号，生成与所述工作阻抗对应的驱动信号，以调节相应激光器的发光参数。

62、上述方法中，根据各激光器在发光过程中的工作阻抗，即可由同一驱动单元为各激光器提供与所述工作阻抗对应的驱动信号，使得各激光器能够在适宜的电参数下工作，因而能够提高激光器的发光一致性。