紅外傳感器激光管驅(qū)動電路的制作方法
【專利摘要】紅外傳感器激光管驅(qū)動電路，驅(qū)動電路由驅(qū)動芯片、脈寬控制恒流源電路、濾波電路、溫度檢測電路、溫度補(bǔ)償電路、單片機(jī)及激光管組成。脈寬控制恒流源電路輸出信號端連接驅(qū)動芯片。濾波電路主要由穩(wěn)壓和濾波網(wǎng)絡(luò)組成，為激光管和驅(qū)動芯片提供穩(wěn)定的供電電壓。激光管溫度高低通過溫度檢測電路傳給單片機(jī)，由單片機(jī)通過溫度補(bǔ)償電路給予激光管溫度補(bǔ)償。驅(qū)動芯片通過改變外部電阻調(diào)節(jié)激光器的輸出功率，還可利用外部可調(diào)節(jié)電流源對激光器的輸出功率進(jìn)行連續(xù)調(diào)制。本電路結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、調(diào)整精度高、功率穩(wěn)定，能夠滿足紅外傳感器對光功率穩(wěn)定性能和連續(xù)可調(diào)的要求，應(yīng)用范圍廣。
【專利說明】紅外傳感器激光管驅(qū)動電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種激光器驅(qū)動電路，尤其是一種紅外傳感器激光管驅(qū)動電路?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]傳感器使用單色性好、體積小、工作電壓低的激光管提供陣列式多光譜，光功率的穩(wěn)定性直接關(guān)系到儀器的測量精度和測量范圍，是影響儀器性能好壞的關(guān)鍵因素。目前，激光恒流源或脈沖電源的激光管驅(qū)動電路中普遍存在恒流精度低、輸入脈沖信號時(shí)經(jīng)放大后的電流響應(yīng)速度慢、經(jīng)激光管后有一定的出光延時(shí)、驅(qū)動電路復(fù)雜、激光管的功率不穩(wěn)定等缺點(diǎn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]為了穩(wěn)定激光管的功率，本實(shí)用新型提供一種紅外傳感器的激光管驅(qū)動電路，驅(qū)動電路由驅(qū)動芯片、脈寬控制恒流源電路、濾波電路、溫度檢測電路、溫度補(bǔ)償電路、單片機(jī)及激光管組成；所述驅(qū)動芯片的型號為驅(qū)動芯片iC-WKN，驅(qū)動芯片iC-WKN有第一監(jiān)控引腳和第二監(jiān)控引腳；單片機(jī)的輸出管腳連接脈寬控制恒流源電路，脈寬控制恒流源電路的輸出端連接驅(qū)動芯片iC-WKN第一監(jiān)控引腳，濾波電路的輸出端分別連接驅(qū)動芯片iC-WKN的高電平輸入端和激光管高電平輸入端，激光管連接驅(qū)動芯片iC-WKN的第二監(jiān)控引腳；激光管連接溫度檢測電路，溫度檢測電路輸出端連接單片機(jī)的輸入管腳，單片機(jī)的輸出管腳連接溫度補(bǔ)償電路。
[0004]優(yōu)選地，脈寬控制恒流源電路含有功率三極管、兩級運(yùn)算放大器和電阻元件，第一級運(yùn)算放大器的同相輸入端連接單片機(jī)的輸出管腳，第一級運(yùn)算放大器的輸出端連接第二級運(yùn)算放大器的同相輸入端，第二級運(yùn)算放大器的反相輸入端連接功率三極管的發(fā)射極，功率三極管的發(fā)射極經(jīng)電阻接地，第二級運(yùn)算放大器的輸出端連接功率三極管的基極，功率三極管的集電極連接驅(qū)動芯片iC-WKN電流監(jiān)控引腳。
[0005]優(yōu)選地，濾波電路由穩(wěn)壓電路和濾波網(wǎng)絡(luò)組成。
[0006]優(yōu)選地，溫度補(bǔ)償電路由場效應(yīng)管、二極管及加熱電阻組成，場效應(yīng)管的漏極接高電平，場效應(yīng)管的源極經(jīng)并聯(lián)的加熱電阻接地，場效應(yīng)管的柵極經(jīng)電阻連接二極管的陽極，二極管的陰極連接單片機(jī)的輸出端。
[0007]優(yōu)選地，溫度檢測電路含有熱敏電阻。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果:
[0009]采用驅(qū)動芯片iC-WKN，利用激光管光反饋電流調(diào)整供電功率，提高激光管輸出功率的穩(wěn)定性。
[0010]溫度檢測電路與溫度補(bǔ)償電路相配合能自動調(diào)整激光管工作溫度，使其工作在一定溫度范圍內(nèi)，減小環(huán)境溫度變化對激光管輸出功率的影響。
[0011]濾波電路為激光管及驅(qū)動芯片提供紋波系數(shù)小的穩(wěn)定電壓，保證了激光管輸出功率的穩(wěn)定性。[0012]本電路具有結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、調(diào)整精度高、功率穩(wěn)定的特點(diǎn)，能夠滿足紅外傳感器對光功率穩(wěn)定性能和連續(xù)可調(diào)的要求，應(yīng)用范圍廣。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為紅外傳感器的激光管驅(qū)動電路示意圖。
[0014]圖2為脈寬控制恒流源電路。
[0015]圖3為溫度補(bǔ)償電路。
【具體實(shí)施方式】
[0016]結(jié)合附圖1至3對本實(shí)用新型的具體實(shí)施例做進(jìn)一步說明:
[0017]一種紅外傳感器的激光管驅(qū)動電路，驅(qū)動電路由驅(qū)動芯片、脈寬控制恒流源電路、濾波電路、溫度檢測電路、溫度補(bǔ)償電路、單片機(jī)及激光管組成；所述驅(qū)動芯片的型號為驅(qū)動芯片iC-WKN，驅(qū)動芯片iC-WKN有第一監(jiān)控引腳MDK和第二監(jiān)控引腳MDA ;單片機(jī)的輸出管腳連接脈寬控制恒流源電路，脈寬控制恒流源電路的輸出端連接驅(qū)動芯片iC-WKN第一監(jiān)控引腳MDK，濾波電路的輸出端分別連接驅(qū)動芯片iC-WKN的高電平輸入端和激光管高電平輸入端，激光管連接驅(qū)動芯片iC-WKN的第二監(jiān)控引腳MDA ;激光管連接溫度檢測電路，溫度檢測電路輸出端連接單片機(jī)的輸入管腳，單片機(jī)的輸出管腳連接溫度補(bǔ)償電路。
[0018]當(dāng)激光管功率發(fā)生變化時(shí)，iC-WKN芯片的第二監(jiān)控引腳MDA的電流會發(fā)生變化，引起內(nèi)部運(yùn)算放大器輸出電壓改變，從而影響內(nèi)部三極管的基極電流，再通過驅(qū)動芯片使激光管的工作電流改變，直至激光管輸出功率回到原來的數(shù)值。iC-WKN芯片通過調(diào)節(jié)電流源對激光器的輸出功率進(jìn)行連續(xù)調(diào)制，還可利用外部可改變外部電阻調(diào)節(jié)激光器的輸出功率。
[0019]脈寬控制恒流源電路含有功率三極管、兩級運(yùn)算放大器和電阻，第一級運(yùn)算放大器201的同相輸入端連接單片機(jī)的輸出管腳1，第一級運(yùn)算放大器201的輸出端連接第二級運(yùn)算放大器202的同相輸入端，第二級運(yùn)算放大器202的反相輸入端連接功率三極管203的發(fā)射極，功率三極管的發(fā)射極經(jīng)電阻204接地，第二級運(yùn)算放大器的輸出端連接功率三極管的基極，功率三極管的集電極2連接驅(qū)動芯片iC-WKN第一監(jiān)控引腳MDK。第一級運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)對單片機(jī)輸出的脈寬調(diào)制信號的濾波轉(zhuǎn)換，功率三極管203、第二級運(yùn)算放大器202、功率三極管203及電阻204實(shí)現(xiàn)恒流控制。
[0020]脈寬控制恒流源電路利用PWM脈寬調(diào)制改變單片機(jī)輸出占空比。單片機(jī)的輸出管腳I輸出的控制信號經(jīng)第一級運(yùn)算放大器201濾波轉(zhuǎn)換變成與占空比成線性正比例關(guān)系的直流電壓信號U0，據(jù)運(yùn)算放大器的虛短特性U1=U2=U0，當(dāng)直流電壓UO發(fā)生變化時(shí)，采樣電阻204兩端的電流變化，電阻204兩端的電流約等于驅(qū)動芯片iC-WKN第一監(jiān)控引腳MDK的監(jiān)控電流。通過改變電阻204兩端的電壓來改變驅(qū)動芯片iC-WKN第一監(jiān)控引腳MDK的電流，從而對激光管的輸出功率進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)和控制。
[0021]濾波電路由穩(wěn)壓電路和濾波網(wǎng)絡(luò)組成，為激光管及驅(qū)動芯片提供紋波系數(shù)小的穩(wěn)定電壓，保證了激光管輸出功率的穩(wěn)定性。
[0022]溫度補(bǔ)償電路由場效應(yīng)管301、二極管302、加熱電阻303及加熱電阻304組成，場效應(yīng)管301的漏極接高電平，場效應(yīng)管的源極經(jīng)并聯(lián)的加熱電阻303及加熱電阻304接地，場效應(yīng)管的柵極經(jīng)電阻連接二極管302的陽極，二極管的陰極連接單片機(jī)的輸出端3。溫度檢測電路含有熱敏電阻。激光管溫度高低通過熱敏電阻的感應(yīng)信號給單片機(jī)，再由單片機(jī)通過溫度補(bǔ)償電路給激光管補(bǔ)償溫度。電路功能:熱敏電阻感應(yīng)的溫度正常，單片機(jī)的輸出端3輸出高電平，二極管302截止，場效應(yīng)管301截止，加熱電阻303、加熱電阻304無電流，不加熱；熱敏電阻感應(yīng)的溫度過低，單片機(jī)的輸出端3輸出低電平，二極管302導(dǎo)通，場效應(yīng)管301導(dǎo)通，加熱電阻303、加熱電阻304有電流，加熱電阻發(fā)熱，加熱激光管。根據(jù)單片機(jī)的設(shè)定，當(dāng)激光管溫度高于20°C時(shí)，不加熱；當(dāng)激光管溫度低于20°C時(shí)，為了保證激光管溫度穩(wěn)定，根據(jù)實(shí)測溫度與20°C的差值，對加熱功率進(jìn)行階梯調(diào)整，保持激光管的功率穩(wěn)定。
[0023]當(dāng)然，以上說明僅僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，本實(shí)用新型并不限于列舉上述實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)說明的是，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本說明書的指導(dǎo)下，所做出的所有等同替代、明顯變形形式，均落在本說明書的實(shí)質(zhì)范圍之內(nèi)，理應(yīng)受到本實(shí)用新型的保護(hù)。
【權(quán)利要求】
1.一種紅外傳感器的激光管驅(qū)動電路，其特征在于:驅(qū)動電路由驅(qū)動芯片、脈寬控制恒流源電路、濾波電路、溫度檢測電路、溫度補(bǔ)償電路、單片機(jī)及激光管組成； 所述驅(qū)動芯片的型號為驅(qū)動芯片iC-WKN，驅(qū)動芯片iC-WKN有第一監(jiān)控引腳和第二監(jiān)控引腳； 單片機(jī)的輸出管腳連接脈寬控制恒流源電路，脈寬控制恒流源電路的輸出端連接驅(qū)動芯片iC-WKN第一監(jiān)控引腳，濾波電路的輸出端分別連接驅(qū)動芯片iC-WKN的高電平輸入端和激光管高電平輸入端，激光管連接驅(qū)動芯片iC-WKN的第二監(jiān)控引腳； 激光管連接溫度檢測電路，溫度檢測電路輸出端連接單片機(jī)的輸入管腳，單片機(jī)的輸出管腳連接溫度補(bǔ)償電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外傳感器的激光管驅(qū)動電路，其特征在于:所述脈寬控制恒流源電路含有功率三極管、兩級運(yùn)算放大器和電阻元件，第一級運(yùn)算放大器的同相輸入端連接單片機(jī)的輸出管腳，第一級運(yùn)算放大器的輸出端連接第二級運(yùn)算放大器的同相輸入端，第二級運(yùn)算放大器的反相輸入端連接功率三極管的發(fā)射極，功率三極管的發(fā)射極經(jīng)電阻接地，第二級運(yùn)算放大器的輸出端連接功率三極管的基極，功率三極管的集電極連接驅(qū)動芯片iC-WKN電流監(jiān)控引腳。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外傳感器的激光管驅(qū)動電路，其特征在于:所述濾波電路由穩(wěn)壓電路和濾波網(wǎng)絡(luò)組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外傳感器的激光管驅(qū)動電路，其特征在于:所述溫度補(bǔ)償電路由場效應(yīng)管、二極管及加熱電阻組成，場效應(yīng)管的漏極接高電平，場效應(yīng)管的源極經(jīng)并聯(lián)的加熱電阻接地，場效應(yīng)管的柵極經(jīng)電阻連接二極管的陽極，二極管的陰極連接單片機(jī)的輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外傳感器的激光管驅(qū)動電路，其特征在于:所述溫度檢測電路含有熱敏電阻。
【文檔編號】H01S5/068GK203690702SQ201320704964
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】曾實(shí)現(xiàn), 薛蕊, 劉紀(jì)新, 宋娟, 張玉良, 邵瑞影 申請人:青島黃海學(xué)院