用于激光雷达视窗加热的驱动电路、加热装置、激光雷达的制作方法

本发明涉及电路，具体涉及一种用于激光雷达视窗加热的驱动电路，还涉及一种加热装置及一种激光雷达。

背景技术：

1、激光雷达是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，当激光雷达工作在较低的环境温度时，表面会产生冰霜等，这种情况会影响激光雷达的探测。为此，通常会在激光雷达的光罩上设置加热单元，达到除冰除霜的目的。常见的加热单元是直接根据加热单元的阻值和期望的加热功率，使用直流电源进行驱动。由于加热单元老化后阻值会大幅增加，为保证长期使用后的加热效果，通常对加热单元的初始阻值会选择的较小，并且使用较高的电压为其供电。

2、目前的激光雷达产品中，激光器和加热电路大都是共用电源的，所以总的负载电流在激光器工作时会增大。同理，除了激光器，当加热单元与其他模块(如探测器端)共用电源时同样也会造成总的负载电流增大的问题。因此，无法在提高加热单元加热功率的同时保证总的负载电流不超过额定电流。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种用于激光雷达视窗加热的驱动电路、加热装置、激光雷达，在提高加热单元的加热功率的同时，保证总的负载电流不会超过额定电流。

2、为此，本发明实施例提供如下技术方案：

3、一方面，本发明实施例提供一种用于激光雷达视窗加热的驱动电路，所述驱动电路与激光雷达的其他功能模块共用电源，所述电路包括：加热单元、电流控制模块以及切换模块；所述加热单元与所述电源连接，所述电流控制模块和所述切换模块分别与所述加热单元连接；

4、所述切换模块，被配置为基于共用所述电源的功能模块的工作状态使得所述加热单元在第一加热模式和第二加热模式间切换，所述第一加热模式和所述第二加热模式的加热功率不同；

5、所述电流控制模块，用于调整所述第一加热模式下所述驱动电路中的电流。

6、可选地，所述电流控制模块包括：第一开关和第一控制单元；所述第一控制单元，用于控制所述第一开关的导通和断开。

7、可选地，所述第一控制单元，还用于在所述第一开关导通时，调节所述第一开关的导通电阻。

8、可选地，所述第一控制单元输入第一数字信号，并输出第一控制信号至所述第一开关。

9、可选地，所述第一控制单元包括：数模转换器，所述数模转换器输出第一控制信号，并通过调节所述第一控制信号的大小控制所述第一开关导通或断开或调节所述第一开关的导通电阻。

10、可选地，所述第一控制单元还包括：第一电阻和缓冲器；所述第一电阻与所述第一开关串联；所述缓冲器的正输入端与所述数模转换器的输出端连接，所述缓冲器的输出端与所述第一开关的控制端连接，所述缓冲器的负输入端与所述第一开关的输出端连接；所述第一电阻和所述缓冲器构成反馈回路，所述反馈回路控制所述第一开关的导通电阻达到预设值。

11、可选地，所述第一开关包括第一nmos管；所述第一控制信号输入至所述第一nmos管的栅极。

12、可选地，所述第一开关包括第一npn三极管；所述第一控制信号输入至所述第一npn三极管的基极。

13、可选地，所述切换模块包括：判断单元、以及切换控制单元；

14、所述判断单元，用于根据所述第一控制信号和第一使能信号生成第二控制信号；所述第一使能信号与所述加热单元共用电源的功能模块的使能信号互斥；

15、所述切换控制单元，用于根据所述第二控制信号控制所述加热单元在第一加热模式和第二加热模式间切换。

16、可选地，所述判断单元为与门。

17、可选地，所述切换控制单元包括第二nmos管；所述第二控制信号输入至所述第二nmos管的栅级。

18、可选地，所述切换控制单元包括：第二npn三极管；所述第二控制信号输入至所述npn三极管的基级。

19、可选地，所述切换控制单元包括：选通开关；所述第二控制信号输入至所述选通开关的控制端。

20、可选地，所述电路还包括：电流采样模块，用于采集所述驱动电路中的电流。

21、可选地，所述第一控制信号的脉宽根据所述电流采样模块采集的电流动态调整，以使所述加热单元在第一加热模式下的加热功率达到额定功率。

22、可选地，所述电路还包括：监控模块，用于监测所述电流采样模块采集的电流，根据所述电流确定所述加热单元支路是否存在短路或断路情况。

23、可选地，所述加热单元为ito膜。

24、另一方面，本发明实施例还提供一种加热装置，所述加热装置包括前面所述的驱动电路。

25、另一方面，本发明实施例还提供一种激光雷达，所述激光雷达包括激光器和前面所述的加热装置，所述加热装置与所述激光器共用电源。

26、本发明实施例提供的用于激光雷达视窗加热的驱动电路、加热装置、激光雷达，采用驱动电路与激光雷达的其他功能模块共用电源的结构设计，无需改变现有的激光雷达中多模块共用同一电源的结构，利用切换模块控制，使加热单元可以根据共用所述电源的功能模块的工作状态采用不同加热功率进行加热，进而可以在提高加热功率的同时，使总的负载电流不会超过额定电流。

技术特征：

1.一种用于激光雷达视窗加热的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路与激光雷达的其他功能模块共用电源，所述电路包括：加热单元、电流控制模块以及切换模块；

2.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述电流控制模块包括：第一开关和第一控制单元；

3.根据权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的驱动电路，其特征在于，所述第一控制单元输入第一数字信号，并输出第一控制信号至所述第一开关。

5.根据权利要求4所述驱动电路，其特征在于，所述第一控制单元包括：数模转换器，所述数模转换器输出第一控制信号，并通过调节所述第一控制信号的大小控制所述第一开关导通或断开或调节所述第一开关的导通电阻。

6.根据权利要求5所述的驱动电路，其特征在于，所述第一控制单元还包括：第一电阻和缓冲器；

7.根据权利要求4所述的驱动电路，其特征在于，所述第一开关包括第一nmos管；所述第一控制信号输入至所述第一nmos管的栅极。

8.根据权利要求4所述的驱动电路，其特征在于，所述第一开关包括第一npn三极管；所述第一控制信号输入至所述第一npn三极管的基极。

9.根据权利要求4所述的驱动电路，其特征在于，所述切换模块包括：判断单元、以及切换控制单元；

10.根据权利要求9所述的驱动电路，其特征在于，所述判断单元为与门。

11.根据权利要求9所述的驱动电路，其特征在于，所述切换控制单元包括第二nmos管；所述第二控制信号输入至所述第二nmos管的栅级。

12.根据权利要求9所述的驱动电路，其特征在于，所述切换控制单元包括：第二npn三极管；所述第二控制信号输入至所述npn三极管的基级。

13.根据权利要求9所述的驱动电路，其特征在于，所述切换控制单元包括：选通开关；所述第二控制信号输入至所述选通开关的控制端。

14.根据权利要求4所述的驱动电路，其特征在于，所述电路还包括：

15.根据权利要求14所述的驱动电路，其特征在于，所述第一控制信号的脉宽根据所述电流采样模块采集的电流动态调整，以使所述加热单元在第一加热模式下的加热功率达到额定功率。

16.根据权利要求14所述的驱动电路，其特征在于，所述电路还包括：

17.根据权利要求1至16任一项所述驱动电路，其特征在于，所述加热单元为ito膜。

18.一种加热装置，其特征在于，包括：如权利要求1至16任一项所述的驱动电路。

19.一种激光雷达，其特征在于，包括激光器和如权利要求17所述的加热装置，所述加热装置与所述激光器共用电源。

技术总结
一种用于激光雷达视窗加热的驱动电路、加热装置、激光雷达，该驱动电路与激光雷达的其他功能模块共用电源，驱动电路包括：加热单元、电流控制模块以及切换模块；加热单元与电源连接，电流控制模块和切换模块分别与加热单元连接；切换模块被配置为基于共用电源的功能模块的工作状态使得加热单元在第一加热模式和第二加热模式间切换，第一加热模式和第二加热模式的加热功率不同；电流控制模块用于调整第一加热模式下驱动电路中的电流。本发明方案在提高加热单元的加热功率的同时，保证总的负载电流不会超过额定电流。

技术研发人员：强璐莹,肖勇,向少卿
受保护的技术使用者：上海禾赛科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11