CN116979368A - 激光发射电路的控制方法和激光发射电路 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种激光发射电路的控制方法和激光发射电路。在一驱多发射电路中，储能阶段，电源为储能电路的储能元件储能，激光二极管不发光。在转能阶段，通过设置浮地二极管D0，使充能电流经过储能电容C2、浮地二极管D0和地形成一个回路，同时，通过在各个释能电路中激光二极管的阳极到地之间设置一个钳位二极管，从而将释能开关元件Q1～Qn的寄生电容产生的电流旁路到地，避免各个激光二极管在转能阶段发光。释能阶段，当释能开关元件处于断开状态时，该释能开关元件所在的释能电路非最低阻抗回路，该释能开关元件所在的释能回路中的激光二极管不发光。因此本申请可以避免激光二极管在非预期时间发光，提高激光雷达的测量性能。

Description

激光发射电路的控制方法和激光发射电路
本申请是申请号为201980064687.6的中国申请的分案申请，前述内容通过引用的方式引用在本申请文件中。
技术领域
本申请涉及激光电路领域，尤其涉及一种激光发射电路的控制方法和激光发射电路。
背景技术
在激光雷达中，激光发射电路用于发射激光，激光发射电路的工作过程一般分为三个阶段：充能阶段、转能阶段和释能阶段，充能阶段包括为一个储能元件进行充电，将电能存储在该储能元件中，转能阶段包括在充能阶段完成后，将该储能元件上存储的电能转移到转能元件上，释能阶段包括在完成电能的转移后，将该转能元件上存储的电能释放以驱动激光二极管发射激光。发明人发现在现有一驱多的发射电路中会出现激光二极管在非预期时间发光的现象，这样会影响激光雷达的性能。
发明内容
本申请实施例提供了的激光发射电路及激光雷达，可以解决相关技术中激光发射电路在非预期时间发射激光影响测量性能的问题。所述技术方案如下：
第一方面，本申请实施例提供了一种激光发射电路，包括：
充能电路、转能电路和多个释能电路，多个释能电路以并联方式连接；
其中，所述充能电路，与所述转能电路相连，用于存储电能；
所述转能电路，与所述充能电路和所述释能电路相连，用于将所述充能电路中储存的电能转存于所述转能电路中；所述转能电路包括储能电容和浮地二极管，所述储能电容的第一端与所述充能电路相连，且所述储能电容的第一端与所述释能电路相连；所述储能电容的第二端通过所述浮地二极管接地，且所述储能电容的第二端与所述释能电路相连；
所述释能电路，用于利用所述转能电路中存储的电能驱动激光二极管发光；所述释能电路包括释能开关元件、所述激光二极管和钳位二极管，所述释能开关元件的第一开关端与所述储能电容的第一端相连，所述释能开关元件的第二开关端与所述钳位二极管的阳极相连，所述释能开关元件的第二开关端与所述激光二极管的阳极相连；所述钳位二极管的阴极接地，所述激光二极管的阴极与所述储能电容的第二端相连。
第二方面，本申请实施例提供了一种激光雷达，包括上述的激光发射电路。
示例1：一种激光发射电路，包括：充能电路、转能电路和多个释能电路，多个释能电路以并联方式连接；其中，所述充能电路，与所述转能电路相连，用于存储电能；所述转能电路，与所述充能电路和所述释能电路相连，用于将所述充能电路中储存的电能转存于所述转能电路中；所述转能电路包括储能电容和浮地二极管，所述储能电容的第一端与所述充能电路相连，且所述储能电容的第一端与所述释能电路相连；所述储能电容的第二端通过所述浮地二极管接地，且所述储能电容的第二端与所述释能电路相连；所述释能电路，用于利用所述转能电路中存储的电能驱动激光二极管发光；所述释能电路包括释能开关元件、所述激光二极管和钳位二极管，所述释能开关元件的第一开关端与所述储能电容的第一端相连，所述释能开关元件的第二开关端与所述钳位二极管的阳极相连，所述释能开关元件的第二开关端与所述激光二极管的阳极相连；所述钳位二极管的阴极接地，所述激光二极管的阴极与所述储能电容的第二端相连。
示例2、根据示例1所述的激光发射电路，所述转能电路还包括升压整流二极管，所述升压整流二极管的阳极与所述充能电路相连，所述升压整流二极管的阴极与所述储能电容的第一端相连。
示例3、根据示例1所述的激光发射电路，所述释能开关元件为双极结型晶体管BJT，所述BJT的集电极与所述储能电容的第一端相连，所述BJT的发射极与所述钳位二极管的阳极相连，且所述BJT的发射极与所述激光二极管的阳极相连，所述BJT的基极作为使能端与脉冲发生器相连；或
所述释能开关元件为BJT，所述BJT的发射极与所述储能电容的第一端相连，所述BJT的的集电极与所述钳位二极管的阳极相连，且所述BJT的集电极与所述激光二极管的阳极相连，所述BJT的基极作为使能端与脉冲发生器相连；或
所述释能开关元件为金属-氧化物半导体场效应晶体管MOSFET，所述MOSFET的源极与所述储能电容的第一端相连，所述MOSFET的漏极与所述钳位二极管的阳极相连，且所述MOSFET的漏极与所述激光二极管的阳极相连，所述MOSFET的栅极作为使能端与脉冲发生器相连；
所述释能开关元件为MOSFET，所述MOSFET的漏极与所述储能电容的第一端相连，所述MOSFET的源极与所述钳位二极管的阳极相连，且所述MOSFET的源极与所述激光二极管的阳极相连，所述MOSFET的栅极作为释能端与脉冲发生器相连。
示例4、根据示例1所述的激光发射电路，所述充能电路包括电源、退耦电容、电感和充能开关元件；其中，所述电源的负极接地，所述电源的正极通过所述退耦电容接地且所述电源的正极与所述电感的第一端相连，所述电感的第二端通过所述充能开关元件接地且所述电感的第二端与所述储能电容的第一端相连。
示例5、根据示例4所述的激光发射电路，所述充能开关元件为双极结型晶体管BJT，所述BJT的集电极与所述储能电容的第一端相连，所述BJT的发射极与所述钳位二极管的阳极相连，且所述BJT的发射极与所述激光二极管的阳极相连，所述BJT的基极作为使能端与脉冲发生器相连；或
所述充能开关元件为BJT，所述BJT的发射极与所述储能电容的第一端相连，所述BJT的的集电极与所述钳位二极管的阳极相连，且所述BJT的集电极与所述激光二极管的阳极相连，所述BJT的基极作为使能端与脉冲发生器相连；或
所述充能开关元件为金属-氧化物半导体场效应晶体管MOSFET，所述MOSFET的源极与所述储能电容的第一端相连，所述MOSFET的漏极与所述钳位二极管的阳极相连，且所述MOSFET的漏极与所述激光二极管的阳极相连，所述MOSFET的栅极作为释能端与脉冲发生器相连；或
所述充能开关元件为MOSFET，所述MOSFET的漏极与所述储能电容的第一端相连，所述MOSFET的源极与所述钳位二极管的阳极相连，且所述MOSFET的源极与所述激光二极管的阳极相连，所述MOSFET的栅极作为释能端与脉冲发生器相连。
示例6、根据示例1所述的激光发射电路，所述释能电路还包括动态补偿电容，所述动态补偿电容的第一端与所述释能开关元件的第一开关端相连，所述动态补偿电容的第二端与所述释能开关元件的第二开关端相连。
示例7、根据示例6所述的激光发射电路，所述动态补偿电容的电容值小于所述储能电容的电容值。
示例8、根据示例1所述的激光发射电路，所述储能电容由多个电容并联组成。
示例9、根据示例1所述的激光发射电路，所述钳位二极管和所述浮地二极管为肖特基二极管。
本申请一些实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
在驱动多个释能电路的激光雷达中，在储能阶段，电源为储能电路的储能元件储能，控制开关元件Q0及释能开关元件Q1～Qn都处于断开状态，激光二极管不发光。转能过程中，通过设置浮地二极管D0，使转能电流经过储能电容C2、浮地二极管D0和地形成一个回路，同时，通过在各个释能电路中激光二极管的阳极到地之间设置一个钳位二极管，钳位二极管的阳极和激光二极管的阳极连接，钳位二极管的阴极接地，从而将释能开关元件Q1～Qn的寄生电容产生的电流旁路到地，避免各个激光二极管在转能阶段发光。释能阶段，部分释能开关元件处于断开状态，处于断开状态的开关元件所在的释能电路非最低阻抗回路，因此处于断开状态的释能开关元件所在的释能回路中的激光二极管不发光，不会出现激光二极管在非预期时间发光的情况。因此本申请实施例可以避免一驱多发射电路中激光二极管在非预期时间发光，提高激光雷达的测量性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种相关技术的激光发射电路的结构示意图；
图2是本申请实施例提供的激光发射电路的框图；
图3a是本申请实施例提供的激光发射电路的结构示意图；
图3b是本申请实施例提供的激光发射电路的结构示意图；
图4是本申请实施例提供的激光发射电路的另一结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施例方式作进一步地详细描述。
图1示出了相关技术中一驱多的激光发射电路的结构示意图，一拖多的激光发射电路包括多个并联的释能电路，激光发射电路的工作过程分为三个阶段：充能阶段、转能阶段和释能阶段，下面针对包括两个释能电路(如图中的虚线框所示)的激光发射电路中的三个阶段进行详细说明。
充能阶段：开关元件Q0的使能端TX_CHG连接脉冲发生器，脉冲发生器发送矩形脉冲，控制开关元件Q0的导通和断开；脉冲发生器向开关元件Q1的使能端TX_EN1发送矩形脉冲以控制开关元件Q1的导通和断开，脉冲发生器向开关元件Q2的使能端TX_EN2发送矩形脉冲以控制开关元件Q2的导通和断开。在开关元件Q0为导通状态，开关元件Q1和开关元件Q2为断开状态时，激光发射电路处于充能阶段。电源VCC产生的电流经过电感L1和开关元件Q0形成回路，对电感L1进行充电。假设开关元件Q0的导通时间为△t(△t也叫充能时间)，则电感L1中的电流增量遵守公式：△I＝(VCC×△t)/L1(公式1)。
其中，公式1中的VCC表示电源VCC的电压值，L1表示电感L1的电感值。
充能的能量遵守公式
将公式1代入到公式2得到根据公式3可以看出，充能能量WL与电感值L1呈反比，且与开关元件Q0的导通时间△t的平方成正比。在保持充能能量WL不变的情况下，如果要减少开关元件Q0的导通时间，那么需要减少电感L1的电感值。
由公式1和公式2可知，脉冲发生器可以控制矩形脉冲的宽度来控制开关元件Q0的导通时间，即控制电感L1的充能时间，从而改变充能能量的大小，调节激光的发射功率。
转能阶段：当开关元件Q0处于断开状态，且开关元件Q1和开关元件Q2也处于断开状态时，激光发射电路处于转能阶段。由于电感L1的电流不能突变，电感L1中存储有充电电能，电感L1通过升压整流二极管D对储能电容C2进行充电，实现将电感L1上存储的充电电能转移到储能电容C2上。
虽然开关元件Q0、开关元件Q1和开关元件Q2处于断开状态，但是上述的各个开关元件的两个开关端之间存在寄生电容，设开关元件Q0的两个开关端之间的寄生电容为CQ0-DS，开关元件Q1的两个开关端之间的寄生电容为CQ1-DS，开关元件Q2的两个开关端之间的寄生电容为CQ2-DS。
那么电感L1的电流增量△I会通过以下的支路进行分流：
回路1：电流由电感L1经寄生电容CQ0-DS到地GND形成回路，定义该回路上的电流为ICQ0。
回路2：电流由电感L1经升压整流二极管D、储能电容C2到地GND形成回路，定义该回路上的电流为IC2。
回路3：电流由L1经升压整流二极管D、寄生电容CQ1-DS、激光二极管LD1到地GND形成回路，定义电流为ICQ1。
回路4：电流由电感L1经升压整流二极管D、寄生电容CQ2-DS、激光二极管LD2到地形成回路，定义电流为ICQ2。
以上4条回路只有回路2是主充能回路，实现对储能电容C2的储能作用。在转能阶段，开关元件Q0处于断开状态，但是由于开关元件Q0的寄生电容作用形成回路1；开关元件Q1处于断开状态，但是由于开关元件Q1的寄生电容作用形成回路3；开关元件Q2处于断开状态，但是由于开关元件Q2的寄生电容作用形成回路4。在回路3和回路4中，如果回路中的电流大于激光二极管的发光阈值电流时，那么激光二极管LD1和激光二极管LD2会在转能阶段发光，即在非预期时间发光，从而影响激光雷达的测量性能。
释能阶段：当开关元件Q0处于断开状态，且开关元件Q1和开关元件Q2中的一个或多个处于导通状态时，激光发射电路处于释能阶段。本申请考察一个开关元件Q1处于导通状态，开关元件Q2处于断开状态的过程，即只需要发光二极管LD1发光。储能电容C2上存储的能量会通过开关元件Q1、激光二极管LD1到地GND形成回路，驱动激光二极管LD1发出激光；然而由于开关元件Q2处于断开状态，因此激光二极管LD2不发光。
为了解决上述转能阶段，激光二极管在非预期时间发光问题，本申请实施例提供了一种激光发射电路，参见图2所示，本申请实施例的激光发射电路包括：充能电路201、转能电路202、和多个释能电路，多个释能电路为：释能电路203、释能电路204、…释能电路20n，n为大于或等于4的整数，多个释能电路采用并联的方式相连，即各个释能电路与转能电路202之间可以具有相同的连接方式。充能电路201与转能电路202相连，转能电路202和释能电路203～释能电路20n相连。充能电路201用于存储电能，转能电路202用于将充能电路201中存储的电能转存储到转能电路中，释能电路203～释能电路20n用于将转能电路202中存储的电能驱动激光二极管发光。
参见图3a所示，为本申请实施例的激光发射电路中的结构示意图。
其中，激光发射电路包括充能电路201、转能电路202、释能电路203～释能电路20n。转能电路202包括储能电容C2和浮地二极管D0。释能电路203包括：释能开关元件Q1、激光二极管LD1和钳位二极管D1，释能开关元件Q1包括两个开关端和一个释能端TX_EN1；释能电路204包括：释能开关元件Q2、激光二极管LD2和钳位二极管D1，释能开关元件Q2包括两个开关端和一个使能端TX_EN2；释能电路20n包括：释能开关元件Qn、激光二极管LDn和钳位二极管Dn，释能开关元件Qn包括两个开关元件和一个释能端TX_ENn。
其中，释能开关元件可以是BJT(Bipolar Junction Transistor，双极结型晶体管)，例如：IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)。释能开关元件也可以是MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应管)，例如：GaN(Gallium nitride，氮化镓开关管)。
充能电路201和转能电路202之间的连接关系为：充能电路201与储能电容C2的第一端相连，储能电容C2的第二端与浮地二极管D0的阳极相连，所述浮地二极管D0的阴极接地。
转能电路202和释能电路203之间的连接关系为：储能电容C2的第一端与释能开关元件Q1的第一开关端相连，释能开关元件Q1的第二开关端与钳位二极管D1的阳极相连，且释能开关元件Q1的第二开关端与激光二极管LD1的阳极相连；钳位二极管D1的阴极接地，激光二极管LD1的阴极与浮地二极管D0的阳极相连。由于释能电路203～释能电路20n之间采用并联方式连接，那么各个释能电路与充能电路202之间的连接关系可以相同，具体可参照释能电路203和充能电路202之间的连接关系，此处不再赘述。
可选的，如图3b所示，转能电路202还包括升压整流二极管D，升压整流二极管D的阳极与充能电路201相连，升压整流二极管D的阴极与储能电容C2的第一端相连，升压整流二极管D具有单向导通功能，在转能阶段和释能阶段避免储能电容C2反向放电，造成储能电容C2中电能的回流，导致储能电容C2中的电能发生泄漏。其中，可以理解的是，该升压整流二极管D可以是肖特基二极管。
图3b中激光发射电路的工作过程包括：
在充能阶段，充能电路201中的储能元件存储电源供给的电能，完成充能动作后。
在转能阶段，释能开关元件Q1～释能开关元件Qn处于断开状态，即释能开关元件的两个开关端之间是断路的。充能电路201利用存储的电能为转能电路202充电，具体为将电能转存到中的储能电容C2中，在转能阶段，充能电流经过升压整流二极管D、储能电容C2、浮地二极管D0和地形成一个回路，释能开关元件Q1～开关元件Qn都处于断开状态，由于钳位二极管D1～钳位二极管Dn的存在，通过开关元件Q1～开关元件Qn寄生电容的漏电流不经过激光二极管LD1～激光二极管LDn，从而转能过程中，释能电路203～释能电路20n中的激光二极管不会在非预期时间发光。
在释能阶段，激光发射电路中的一部分激光二极管需要发光时，另一部分的激光二极管不需要发光时，例如：激光二极管LD1需要发光，激光二极管LD2～激光二极管LDn均不需要发光，开关元件Q1处于导通状态，开关元件Q2～开关元件Qn处于断开状态，储能电容C2上储存的电能通过释能开关元件Q1的两个开关端、激光二极管LD1回到储能电容的第二端形成释能回路，驱动激光二极管LD1发光。对于激光二极管LD2～激光二极管LDn中的任意一个来说，由于开关元件Q2～开关元件Qn处于断开状态，非释能电路最低阻抗回路，激光二极管LD2～激光二极管LDn与储能电容C2之间无法形成回路，激光二极管LD2～激光二极管LDn不工作，从而释能电路203～释能电路20n中的激光二极管不会在非预期时间发光。
在一个或多个实施例中，在任意一个释能电路中，释能开关元件为BJT，BJT的集电极与储能电容C2的第一端相连，BJT的发射极与钳位二极管的阳极相连，BJT的发射极与激光二极管的阳极相连，BJT的基极作为使能端与脉冲发生器相连，脉冲发生器可以发出脉冲信号，例如矩形脉冲信号，矩形脉冲信号为高电平时控制BJT的集电极和发射极之间导通；矩形脉冲信号为低电平时控制BJT的集电极和发射极之间断开，矩形脉冲信号的高电平的持续时间即为该BJT的导通时间。
在一个或多个实施例中，在任意一个释能电路中，释能开关元件为BJT，BJT的发射极与储能电容C2的第一端相连，BJT的集电极与钳位二极管的阳极相连，BJT的集电极与激光二极管的阳极相连，BJT的基极作为使能端与脉冲发生器相连，脉冲发生器可以发送脉冲信号，例如矩形脉冲信号，矩形脉冲信号为高电平时控制BJT的集电极和发射极之间断开；矩形脉冲信号为低电平时控制BJT的集电极和发射极之间导通，矩形脉冲信号的低电平的持续时间即为该BJT的导通时间。
在一个或多个实施例中，在任意一个释能电路中，释能开关元件为MOSFET。MOSFET的源极与储能电容C2的第一端相连，MOSFET的漏极与钳位二极管的阳极相连，且MOSFET的漏极与激光二极管的阳极相连，MOSFET的栅极作为使能端与脉冲发生器相连，脉冲发生器可以发出脉冲信号，例如矩形脉冲信号，控制MOSFET的源极和漏极之间的导通或断开，矩形脉冲信号的持续时间即为MOSFET的导通时间。
在一个或多个实施例中，在任意一个释能电路中，释能开关元件为MOSFET。MOSFET的漏极与储能电容C2的第一端相连，MOSFET的源极与钳位二极管的阳极相连，且MOSFET的源极与激光二极管的阳极相连，MOSFET的栅极作为使能端与脉冲发生器相连，脉冲发生器可以发出脉冲信号，例如矩形脉冲信号，控制MOSFET的源极和漏极之间的导通或断开，矩形脉冲信号的持续时间即为MOSFET的导通时间。
在一个或多个实施例中，充能电路包括电源、退耦电容、电感和充能开关元件。电源为直流电源，电源的正极与电感的第一端相连，电感的第二端通过充能开关元件接地且电感的第二端与储能电容C2的第一端相连。退耦电容用于消除电路之间的寄生耦合。充能开关元件在处于导通状态时，电源为电感进行充电，充电完成后，电感中存储有电能。其中，充能开关元件可以是氮化镓开关管、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor，金属氧化物半导体场效应管)或IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)。
进一步的，所述充能开关元件为双极结型晶体管BJT，所述BJT的集电极与所述储能电容的第一端相连，所述BJT的发射极与所述钳位二极管的阳极相连，且所述BJT的发射极与所述激光二极管的阳极相连，所述BJT的基极作为使能端与脉冲发生器相连，脉冲发生器向BJT的使能端发送脉冲信号，例如：矩形脉冲信号，在矩形脉冲信号为高电平时，BJT处于导通状态，在矩形脉冲信号为低电平时，BJT处于断开状态；或
所述充能开关元件为BJT，所述BJT的发射极与所述储能电容的第一端相连，所述BJT的的集电极与所述钳位二极管的阳极相连，且所述BJT的集电极与所述激光二极管的阳极相连，所述BJT的基极作为使能端与脉冲发生器相连；脉冲发生器向BJT的使能端发送矩形脉冲信号，在矩形脉冲信号为高电平时，BJT处于断开状态，在矩形脉冲信号为低电平时，BJT处于导通状态；或
所述充能开关元件为金属-氧化物半导体场效应晶体管MOSFET，所述MOSFET的源极与所述储能电容的第一端相连，所述MOSFET的漏极与所述钳位二极管的阳极相连，且所述MOSFET的漏极与所述激光二极管的阳极相连，所述MOSFET的栅极作为释能端与脉冲发生器相连脉冲发生器向BJT的使能端发送脉冲信号，例如：矩形脉冲信号，在矩形脉冲信号为高电平时，BJT处于导通状态，在矩形脉冲信号为低电平时，BJT处于断开状态；或
所述充能开关元件为MOSFET，所述MOSFET的漏极与所述储能电容的第一端相连，所述MOSFET的源极与所述钳位二极管的阳极相连，且所述MOSFET的源极与所述激光二极管的阳极相连，所述MOSFET的栅极作为释能端与脉冲发生器相连；脉冲发生器向BJT的使能端发送矩形脉冲信号，在矩形脉冲信号为高电平时，BJT处于断开状态，在矩形脉冲信号为低电平时，BJT处于导通状态。
在一个或多个实施例中，对于各个释能电路来说，释能电路还包括动态补偿电容，所述动态补偿电容跨接在所述释能开关元件的两端，动态补偿电容跨接在释能开关元件的两个开关端上。动态补偿电容可以抑制储能电容C2的放电回路的寄生参数带来的电流谐振，以及补充释能开关元件导通时的动态阻抗。
在一个或多个实施例中，所述动态补偿电容的电容值小于所述储能电容的电容值。
在一个或多个实施例中，所述储能电容C2可以由多个电容并联组成，用于减少储能电容C2的ESR(Equivalent Series Resistance，等效串联电阻)。可理解的是，该多个电容的电容值可以相等也可以不等。优选的，多个并联的电容的电容值相等，电容值相等的电容并联各自的ESR一致性更好，各并联电容的放电更对等，可以更好的提高储能电容的效率。
可以理解的是，图3b中各个元器件(例如：浮地二极管、激光二极管和释能开关元件)接地的连接方式可以更改为与电源的负极相连，同样也能实现图3b中的激光发射电路相同的功能。其中，可以理解的是所述电源的负极可以接地。
参见图4，为本申请实施例提供的一种激光发射电路的具体结构示意图，在本申请实施例中，激光电路包括充能电路201、转能电路202、释能电路203～释能电路20n，n为大于或等于4的整数，释能电路203～释能电路20n之间为并联的连接关系。充能电路201包括电源VCC、退耦电容C1、电感L1和充能开关元件Q0，充能开关元件Q0包括两个开关端和一个使能端TX_CHG。转能电路202包括升压整流二极管D、浮地二极管D0和储能电容C2。释能电路203包括释能开关元件Q1、动态补偿电容C3、钳位二极管D1和激光二极管LD1，释能开关元件Q1包括两个开关端和一个使能端TX_EN1。释能电路204包括释能开关元件Q2、动态补偿电容C4、钳位二极管D2和激光二极管LD2，释能开关元件D2包括两个开关端和一个使能端TX_EN2。…释能电路20n包括释能开关元件Qn，动态补偿电容Cn、钳位二极管Dn和激光二极管LDn，释能开关元件Qn包括两个开关端和一个使能端TX_ENn，n为大于等于2的整数。
图4中的各个元件的连接关系为：电源VCC的正极与退耦电容C1的第一端相连，电源VCC的负极接地；退耦电容C1的第二端接地，且退耦电容C1的第二端与电感L1的第一端相连，电感L1的第二端与升压整流二极管D的阳极相连，且电感L1的第二端与充能开关元件Q0的第一开关端相连，充能开关元件Q0的第二开关端接地，且充能开关元件Q0的第二开关端与浮地二极管D0的阴极相连；升压整流二极管D的阴极与储能电容C2的第一端相连，浮地二极管D0的阳极与储能电容C2的第二端相连。由于释能电路203～释能电路20n之间采用并联方式连接，那么各个释能电路与充能电路202之间的连接关系可以相同，此处以释能电路203和充能电路202之间的连接关系来说明。在释能电路203中，储能电容C2的第一端与释能开关元件Q1的第一开关端相连，储能电容C2的第二端与激光二极管LD1的阴极K相连；释能开关元件Q1的第二开关端与钳位二极管D1的阳极和激光二极管LD1的阳极A相连，钳位二极管D1的阴极接地。动态补偿电容C3的第一端与释能开关元件Q1的第一开关端相连，动态补充电容C3的第二端与释能开关元件Q1的第二开关端相连。
可以理解的是，图4中各个元器件(例如：退耦电容C1、浮地二极管D0、钳位二极管D1～Dn)接地的连接方式可以更改为与电源VCC的负极相连，同样也能实现图4中的激光发射电路相同的功能。其中，可以理解的是，所述电源VCC的负极可以接地。
其中，对于各个释能电路来说，动态补偿电容的电容值小于储能电容C2的电容值，动态补偿电容的电容值范围可以是2pF～10nF之间，例如：动态补偿电容的电容值为100pF。储能电容C2的电容值范围可以是2pF～20nF之间，例如：储能电容C2的电容值为2nF。电感L1的电感值范围可以是10nH～100μH之间，例如：电感L1的电感值为330nH。上述元件的参数值的取值范围仅供参数，本申请实施例并不限于此。
图4的激光发射电路的工作过程包括：
1、充能阶段。
脉冲发生器向充能开关元件Q0的释能端TX_CHG发送矩形脉冲信号，控制充能开关元件Q0处于导通状态，此时释能开关元件Q1～Qn处于断开状态。电源VCC向电感L1进行充电，退耦电容C1跨接于电源VCC正负极之间，可防止电路通过电源VCC形成的正反馈通路而引起的寄生振荡。所谓退耦，即防止前后电路电流大小变化时，在供电电路中所形成的电流波动对电路的正常工作产生影响，换言之，退耦电路能够有效地消除电路之间的寄生耦合。
2、转能阶段。
充能完成后，脉冲发生器停止向充能开关元件Q0发送矩形脉冲信号，充能开关元件Q0处于断开状态，此时释能开关元件Q1～Qn仍处于断开状态。因为电感L1的电流不能突变，此时电感L1会延续ΔI所产生的电势通过升压整流二极管D产生两路电流，其中一路通过升压整流二极管D对储能电容C2进行充能，充能电流经过升压整流二极管D、储能电容C2、浮地二极管D0和地形成一个回路，并且在储能电容C2充电过程中，激光二极管LD1～LDn由于钳位二极管D1～Dn的钳位作用处于截止状态。另一路转能充电电流经过充能开关元件Q0的寄生电容到地形成另一回路，以上两路充电电流都不会产生流经激光二极管，激光二极管LD1～LDn均不会发光。
3、释能阶段。
激光发射电路中的一部分激光二极管需要发光时，另一部分的激光二极管不需要发光时，例如：激光二极管LD1需要发光，激光二极管LD2～激光二极管LDn均不需要发光，开关元件Q1处于导通状态，开关元件Q2～开关元件Qn处于断开状态，储能电容C2上储存的电能通过释能开关元件Q1的两个开关端、激光二极管LD1回到储能电容的第二端形成释能回路，驱动激光二极管LD1发光。对于激光二极管LD2～激光二极管LDn中的任意一个来说，由于开关元件Q2～开关元件Qn处于断开状态，非释能电路最低阻抗回路，从而释能电路204～释能电路20n中的激光二极管不会在非预期时间发光。另外，动态补偿电容C3也通过释能开关元件Q1的两个开关端形成自身的放电回路，把转能时所存储的电能释放掉，从而补偿开关元件Q1闭合时的动态阻抗，为下一周期的激光发送做准备。
本申请实施例还提供了一种激光雷达，包括上述的激光发射电路。
具体地，上述激光发射电路可以应用在激光雷达中，激光雷达中除了激光发射电路外，还可以包括电源、处理设备、光学接收设备、旋转体、底座、外壳以及人机交互设备等具体结构。可以理解的是，激光雷达可以为单路激光雷达，包括有一路上述激光发射电路，激光雷达也可以为多路激光雷达，包括多路上述激光发射电路以及相应的控制***，其中多路的具体数量可以根据实际需求确定。
上述激光雷达，在驱动多个释能电路的激光雷达中，储能阶段，电源为储能电路的储能元件储能，控制开关元件Q0和释能开关元件Q1～Qn处于断开状态，激光二极管不发光。在转能阶段，通过设置浮地二极管D0，使充能电流经过储能电容C2、浮地二极管D0和地形成一个回路，同时，通过在各个释能电路中激光二极管的阳极到地之间设置一个钳位二极管，从而将释能开关元件Q1～Qn的寄生电容产生的电流旁路到地，避免各个激光二极管在转能阶段发光。释能阶段，当释能开关元件处于断开状态时，该释能开关元件所在的释能电路非最低阻抗回路，该释能开关元件所在的释能回路中的激光二极管不发光。因此本申请可以避免激光二极管在非预期时间发光，提高激光雷达的测量性能。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。
以上所揭露的仅为本申请较佳实施例而已，当然不能以此来限定本申请之权利范围，因此依本申请权利要求所作的等同变化，仍属本申请所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种激光发射电路的控制方法，其中，所述激光发射电路包括充能电路、转能电路和多个释能电路，多个释能电路以并联方式连接；所述转能电路包括储能电容和浮地二极管，所述储能电容的第一端与所述充能电路相连，且所述储能电容的第一端与所述释能电路相连；所述储能电容的第二端通过所述浮地二极管接地，且所述储能电容的第二端与所述释能电路相连；所述释能电路，用于利用所述转能电路中存储的电能驱动激光二极管发光；所述释能电路包括释能开关元件、所述激光二极管和钳位二极管，所述释能开关元件的第一开关端与所述储能电容的第一端相连，所述释能开关元件的第二开关端与所述钳位二极管的阳极相连，所述释能开关元件的第二开关端与所述激光二极管的阳极相连；所述钳位二极管的阴极接地，所述激光二极管的阴极与所述储能电容的第二端相连；
其特征在于，所述控制方法包括：
控制脉冲发生器向充能开关元件的释能端发送矩形脉冲信号，控制所述充能开关元件处于导通状态；
控制脉冲发生器停止向所述充能开关元件发送矩形脉冲信号，充能开关元件处于断开状态。
2.根据权利要求1所述的激光发射电路的控制方法，其特征在于，所述转能电路还包括升压整流二极管，所述升压整流二极管的阳极与所述充能电路相连，所述升压整流二极管的阴极与所述储能电容的第一端相连。
3.根据权利要求1所述的激光发射电路的控制方法，其特征在于，所述释能开关元件为双极结型晶体管BJT，所述BJT的集电极与所述储能电容的第一端相连，所述BJT的发射极与所述钳位二极管的阳极相连，且所述BJT的发射极与所述激光二极管的阳极相连，所述BJT的基极作为使能端与脉冲发生器相连；或
所述释能开关元件为BJT，所述BJT的发射极与所述储能电容的第一端相连，所述BJT的的集电极与所述钳位二极管的阳极相连，且所述BJT的集电极与所述激光二极管的阳极相连，所述BJT的基极作为使能端与脉冲发生器相连；或
所述释能开关元件为金属-氧化物半导体场效应晶体管MOSFET，所述MOSFET的源极与所述储能电容的第一端相连，所述MOSFET的漏极与所述钳位二极管的阳极相连，且所述MOSFET的漏极与所述激光二极管的阳极相连，所述MOSFET的栅极作为使能端与脉冲发生器相连；
所述释能开关元件为MOSFET，所述MOSFET的漏极与所述储能电容的第一端相连，所述MOSFET的源极与所述钳位二极管的阳极相连，且所述MOSFET的源极与所述激光二极管的阳极相连，所述MOSFET的栅极作为释能端与脉冲发生器相连。
4.根据权利要求1所述的激光发射电路的控制方法，其特征在于，所述充能电路包括电源、退耦电容、电感和充能开关元件；
其中，所述电源的负极接地，所述电源的正极通过所述退耦电容接地且所述电源的正极与所述电感的第一端相连，所述电感的第二端通过所述充能开关元件接地且所述电感的第二端与所述储能电容的第一端相连。
5.根据权利要求1所述的激光发射电路的控制方法，其特征在于，所述释能电路还包括动态补偿电容，所述动态补偿电容的第一端与所述释能开关元件的第一开关端相连，所述动态补偿电容的第二端与所述释能开关元件的第二开关端相连。
6.根据权利要求5所述的激光发射电路的控制方法，其特征在于，所述动态补偿电容的电容值小于所述储能电容的电容值。
7.根据权利要求1所述的激光发射电路的控制方法，其特征在于，所述储能电容由多个电容并联组成。
8.根据权利要求1所述的激光发射电路的控制方法，其特征在于，所述钳位二极管和所述浮地二极管为肖特基二极管。
9.一种激光发射电路，其特征在于，所述激光发射电路包括充能电路、转能电路和多个释能电路，多个释能电路以并联方式连接；所述转能电路包括储能电容和浮地二极管，所述储能电容的第一端与所述充能电路相连，且所述储能电容的第一端与所述释能电路相连；所述储能电容的第二端通过所述浮地二极管接地，且所述储能电容的第二端与所述释能电路相连；所述释能电路，用于利用所述转能电路中存储的电能驱动激光二极管发光；所述释能电路包括释能开关元件、所述激光二极管和钳位二极管，所述释能开关元件的第一开关端与所述储能电容的第一端相连，所述释能开关元件的第二开关端与所述钳位二极管的阳极相连，所述释能开关元件的第二开关端与所述激光二极管的阳极相连；所述钳位二极管的阴极接地，所述激光二极管的阴极与所述储能电容的第二端相连。
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