CN217158940U

CN217158940U - 激光驱动***

Info

Publication number: CN217158940U
Application number: CN202220746599.3U
Authority: CN
Inventors: 邹卫华; 黄海燕; 杨良存; 林春龙
Original assignee: Guangzhou Tongxin Technology Co ltd
Current assignee: Guangzhou Tongxin Technology Co ltd
Priority date: 2022-03-31
Filing date: 2022-03-31
Publication date: 2022-08-09
Anticipated expiration: 2032-03-31

Abstract

本公开涉及一种激光驱动***，包括：激光发射器；主控芯片，具有PWM信号输出端；激光驱动电路，具有PWM信号接收端、驱动端及输出电压端，所述激光驱动电路的PWM信号接收端与所述主控芯片的PWM信号输出端连接，所述驱动端与所述激光发射器连接，所述激光驱动电路用于根据所述主控芯片发出的PWM信号值调节所述激光发射器的激光功率值；延时保护电路，所述延时保护电路的输入端与所述激光驱动电路的输出电压端连接，所述延时保护电路的输出端与所述激光驱动电路的PWM信号接收端连接，所述延时保护电路用于根据所述激光驱动电路的输出电压调整所述激光驱动电路的PWM信号接收端的接收状态。该方案能够改善或防止异常出光，从而改善出现激光损伤的情况。

Description

激光驱动***

技术领域

本公开属于激光技术领域，具体涉及一种激光驱动***。

背景技术

随着激光技术的不断发展，越来越多的场景会用到激光设备。但目前，市场上的激光驱动***容易出现异常出光或出光***不稳定，造成激光损伤。

实用新型内容

本公开的目的在于提供一种激光驱动***，能够改善或防止异常出光，从而改善出现激光损伤的情况。

本公开提供了一种激光驱动***，其包括：

激光发射器；

主控芯片，具有PWM信号输出端；

激光驱动电路，具有PWM信号接收端、驱动端及输出电压端，所述激光驱动电路的PWM信号接收端与所述主控芯片的PWM信号输出端连接，所述驱动端与所述激光发射器连接，所述激光驱动电路用于根据所述主控芯片发出的PWM信号值调节所述激光发射器的激光功率值；

延时保护电路，所述延时保护电路的输入端与所述激光驱动电路的输出电压端连接，所述延时保护电路的输出端与所述激光驱动电路的PWM信号接收端连接，所述延时保护电路用于根据所述激光驱动电路的输出电压调整所述激光驱动电路的PWM信号接收端的接收状态。

在本公开的一种示例性实施例中，所述延时保护电路包括延时保护芯片和隔离二极管；

所述延时保护芯片的输入端与所述激光驱动电路的输出电压端连接，所述延时保护芯片的输出端与所述隔离二极管的阴极连接，所述延时保护芯片的接地端接地，所述隔离二极管的阳极与所述激光驱动电路的PWM信号接收端连接；

所述延时保护芯片的输出端用于在所述激光驱动电路的输出电压大于所述延时保护芯片的设定输入电压时输出第一电平信号，以使所述激光驱动电路的PWM信号接收端能够接收所述主控芯片发出的PWM信号，并用于在所述激光驱动电路的输出电压小于所述延时保护芯片的设定输入电压时输出第二电平信号，以使所述激光驱动电路的PWM信号接收端接收信号为0。

在本公开的一种示例性实施例中，所述激光驱动电路包括：

开关MOS管，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端接地；

激光驱动芯片，具有所述PWM信号接收端、所述驱动端及所述输出电压端，且还具有输入电压端，接地端和片选端，所述激光驱动芯片的输入电压端与供电端连接，所述激光驱动芯片的接地端接地；

第一上拉电阻，其两端分别与所述激光驱动芯片的PWM信号接收端和输出电压端连接；

电流感应电阻，所述电流感应电阻的两端分别与所述激光驱动芯片的输入电压端和片选端连接，且所述电流感应电阻与所述片选端连接的一端与所述激光发射器的正极连接；

第一过冲保护电阻，所述第一过冲保护电阻的两端分别与所述激光驱动芯片的驱动端和开关MOS管的控制端连接；

续流导通二极管，其负极和正极分别与所述激光驱动芯片的输入电压端和所述开关MOS管的第二端连接；

储能电感，其两端分别与所述开关MOS管的第二端和所述激光发射器的负极连接。

在本公开的一种示例性实施例中，所述激光驱动电路还包括：

第一滤波电路，其一端与所述激光驱动芯片的输入电压端连接，另一端接地；

第二滤波电路，其一端与所述激光驱动芯片的输出电压端连接，另一端接地；

第三滤波电路，其一端与所述电流感应电阻中连接所述片选端的一端连接，另一端与所述储能电感与所述激光发射器负极连接的一端连接。

在本公开的一种示例性实施例中，

所述第一滤波电路和所述第三滤波电路均包括两个并联设置的滤波电容，所述第二滤波电路包括一个滤波电容。

在本公开的一种示例性实施例中，所述电流感应电阻设置两个且并联设置。

在本公开的一种示例性实施例中，所述激光发射器包括多个串联的激光二极管，所述激光二极管的负极与所述储能电感连接，所述激光二极管的正极与所述电流感应电阻中连接所述片选端的一端连接。

在本公开的一种示例性实施例中，所述激光二极管的额定激光功率值为5W、10W或20W。

在本公开的一种示例性实施例中，还包括电平变换电路，连接于所述主控芯片的PWM信号输出端和所述激光驱动电路的PWM信号接收端之间。

在本公开的一种示例性实施例中，所述电平变换电路还包括：

限流保护电阻；

第二上拉电阻；

第二过冲保护电阻；

第一三极管，所述第一三极管的基极通过所述第二过冲保护电阻与所述主控芯片的PWM信号输出端连接，所述第一三极管的集电极通过所述第二上拉电阻与供电端连接，所述第一三极管的发射极接地；

第二三极管，所述第二三极管的基极通过所述限流保护电阻与所述第一三极管的集电连接，所述第二三极管的集电极与所述激光驱动芯片的PWM信号接收端连接，所述第二三极管的发射极接地。

本公开方案具有以下有益效果：

本公开通过设置延时保护电路，此延时保护电路可根据激光驱动电路的输出电压调整激光驱动电路的PWM(脉冲宽度调制)信号接收端的接收状态，具体地，在延时保护电路确定激光驱动电路的输出电压达到稳定的电压阈值时，延时保护电路的输出端可输出与稳定状态对应的电平信号，此时，激光驱动电路能够正常接收主控芯片发送的PWM信号，并根据主控芯片发出的PWM信号值调节激光发射器的激光功率值；在延时保护电路确定激光驱动电路的输出电压未达到稳定的电压阈值时，延时保护电路的输出端可输出与非稳定状态对应的电平信号，此时，无论主控芯片发送的PWM信号如何变化，激光驱动电路的PWM信号输出端所输入进来的信号为0，这样使得激光发射器不出激光，从而对整个激光驱动***进行保护，能够改善或防止异常出光，继而改善出现激光损伤的情况。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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示出了本公开一实施例所述的激光驱动***的结构框图；

图2示出了本公开一实施例所述的激光驱动***的电路图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本公开的各方面。

下面结合附图和具体实施例对本公开作进一步详述。在此需要说明的是，下面所描述的本公开各个实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。

本公开实施例提供了一种激光驱动***，可适用于桌面级激光设备领域；其中，如图1所示，激光驱动***可包括激光发射器100、主控芯片110、激光驱动电路120及延时保护电路130。

具体地，主控芯片110可具有PWM信号输出端，此PWM信号输出端可用于输出PWM信号。举例而言，此主控芯片110可为MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)。

激光驱动电路120可具有PWM信号接收端、驱动端及输出电压端，激光驱动电路120的PWM信号接收端与主控芯片110的PWM信号输出端连接，激光驱动电路120的驱动端与激光发射器100连接，激光驱动电路120用于根据主控芯片110发出的PWM信号值调节激光发射器100的激光功率值。

延时保护电路130可具有输入端和输出端，延时保护电路130的输入端与激光驱动电路120的输出电压端连接，延时保护电路130的输出端与激光驱动电路120的PWM信号接收端连接，延时保护电路130用于根据激光驱动电路120的输出电压调整激光驱动电路120的PWM信号接收端的接收状态。

本公开实施例中，通过在激光驱动***中设置延时保护电路130，此延时保护电路130可根据激光驱动电路120的输出电压调整激光驱动电路120的PWM(脉冲宽度调制)信号接收端的接收状态，具体地，在延时保护电路130确定激光驱动电路120的输出电压达到稳定的电压阈值时，延时保护电路130的输出端可输出与稳定状态对应的电平信号，此时，激光驱动电路120能够正常接收主控芯片110发送的PWM信号，并根据主控芯片110发出的PWM信号值调节激光发射器100的激光功率值；在延时保护电路130确定激光驱动电路120的输出电压未达到稳定的电压阈值时，延时保护电路130的输出端可输出与非稳定状态对应的电平信号，此时，无论主控芯片110发送的PWM信号如何变化，激光驱动电路120的PWM信号输出端所输入进来的信号为0，这样使得激光发射器100不出激光，从而对整个激光驱动***进行保护，能够改善或防止异常出光，继而改善出现激光损伤的情况。

以下对激光驱动***进行详细说明。

结合图1和图2所示，延时保护电路130可包括延时保护芯片U2和隔离二极管D5，延时保护芯片U2的输入端Vth与激光驱动电路120的输出电压端Vcc连接，延时保护芯片U2的输出端Vout与隔离二极管D5的阴极连接，延时保护芯片U2的接地端Gnd接地，隔离二极管D5的阳极与激光驱动电路120的PWM信号接收端Vpwm连接。

具体地，延时保护芯片U2的输出端Vout用于在激光驱动电路120的输出电压大于延时保护芯片U2的设定输入电压时输出第一电平信号，举例而言，此第一电平信号可为高电平信号，以使激光驱动电路120的PWM信号接收端Vpwm能够接收主控芯片110发出的PWM信号(即：图2中的MCU-PWM)，也就是说，在激光驱动电路120的输出电压端Vcc的输出电压大于延时保护芯片U2的输入端Vth的设定输入电压时，延时保护芯片U2确定激光驱动电路120的输出电压达到稳定的电压阈值，此时整个激光驱动***处于正常状态，激光驱动电路120能够正常接收主控芯片110发送的PWM信号，并根据主控芯片110发出的PWM信号值调节激光发射器100的工作电流，从而调节激光发射器100输出的激光功率值。

延时保护芯片U2的输出端Vout用于在激光驱动电路120的输出电压小于延时保护芯片U2的设定输入电压时输出第二电平信号，举例而言，此第二电平信号可为低电平信号，以使激光驱动电路120的PWM信号接收端Vpvm接收信号为0，也就是说，在激光驱动电路120的输出电压端Vcc输出电压小于延时保护芯片U2的设定输入电压时，延时保护芯片U2确定激光驱动电路120的输出电压未达到稳定的电压阈值，此时整个激光驱动***处于异常状态，无论主控芯片110发送的PWM信号如何变化，激光驱动电路120的PWM信号接收端Vpwm所输入进来的信号为0，这样使得激光发射器100不出激光，从而对整个激光驱动***进行保护，能够改善或防止异常出光，继而改善出现激光损伤的情况。

需要说明的是，本实施例不对延时保护芯片U2的具体型号做限定，只要能够实现上述功能的芯片即可。

此外，结合图1和图2所示，本公开实施例通过在延时保护电路130中设置隔离二极管D5，可对MCU-PWM信号起到隔离作用，避免其影响延时保护芯片U2工作。

本公开一实施例中，结合图1和图2所示，激光驱动电路120可包括开关MOS管Q1、激光驱动芯片U1、第一上拉电阻R5、电流感应电阻R1、R2、第一过冲保护电阻R3、续流导通二极管D2、储能电感L。

具体地，如图2所示，开关MOS管Q1可具有第一端S、第二端D和控制端G，开关MOS管Q1的第一端S接地DGND。激光驱动芯片U1可具有前述提到的PWM信号接收端Vpwm、驱动端DRV及输出电压端Vcc，且还具有输入电压端Vin，接地端Vss和片选端CS。激光驱动芯片U1的输入电压端Vin与供电端VCC连接，举例说明，本公开实施例的供电端VCC提供的电压可为12V，但不限于此。激光驱动芯片U1的接地端Vss接地DGND。

在本公开的实施例中，开关MOS管Q1起开关作用，激光驱动芯片U1的驱动端DRV通过调节开关MOS管Q1的开关频率和时长来调节输出电流的变化，从而可调节激光发射器100发射的激光功率值。

举例而言，本公开实施例的开关MOS管Q1可为NMOS型，但不限于此，也可为PMOS型。

如图2所示，而第一上拉电阻R5的两端分别与激光驱动芯片U1的PWM信号接收端Vpwm和输出电压端Vcc连接。

结合图1和图2所示，电流感应电阻可设置两个，且并联设置，分别对应图2中R1、R2的标号。具体地，电流感应电阻R1、R2的两端分别与激光驱动芯片U1的输入电压端Vin和片选端CS连接，且电流感应电阻R1、R2与片选端CS连接的一端与激光发射器100的正极连接。

本实施例中，电流感应电阻R1、R2用来设置激光驱动芯片U1的最大输出电流，具体取值可视具体情况而定，在此不作详细描述。

如图2所示，第一过冲保护电阻R3的两端分别与激光驱动芯片U1的驱动端DRV和开关MOS管Q1的控制端G连接，用于进行过冲保护。

如图2所示，续流导通二极管D2的负极和正极分别与激光驱动芯片U1的输入电压端Vin和开关MOS管Q1的第二端D连接，续流导通二极管D2起续流作用，保证在开关MOS管Q1关断时，电流有完整的导通回路。

结合图1和图2所示，储能电感L的两端分别与开关MOS管Q1的第二端D和激光发射器100的负极连接。

本公开实施例中，储能电感L可其储能作用，当开关MOS管Q1关断时，由于电感电流不能突变，因此，可保证激光发射器100上电流的连续性。

激光发射器100可包括多个串联的激光二极管，例如图2中所示的两个，分别对应标号为D3和D4，激光二极管D4的负极与储能电感L连接，激光二极管D4的正极与激光二极管D3的负极连接，激光二极管D3的正极与电流感应电阻R1、R2中连接片选端CS的一端连接。

举例而言，激光二极管的额定激光功率值可为5W、10W或20W，但不限于此，也可为其他取值，视具体情况而定。

在本公开的一种示例性实施例中，激光驱动电路120还包括滤波电路，以起到滤波作用。

具体地，滤波电路可设置三个，分别为第一滤波电路、第二滤波电路及第三滤波电路。

其中，结合图1和图2所示，第一滤波电路的一端与激光驱动芯片U1的输入电压端Vin连接，另一端接地DGND。第二滤波电路的一端与激光驱动芯片U1的输出电压端Vcc连接，另一端接地DGND。第三滤波电路的一端与电流感应电阻R1、R2中连接片选端CS的一端连接，另一端与储能电感L与激光发射器100负极连接的一端连接。

进一步地，如图2所示，第一滤波电路可包括两个并联设置的滤波电容C3、C4，第二滤波电路可包括两个并联设置的滤波电容C1、C2，第二滤波电路包括一个滤波电容C5。

在本公开的一实施例中，结合图1和图2所示，激光驱动***还包括电平变换电路140，连接于主控芯片110的PWM信号输出端和激光驱动电路120的PWM信号接收端Vpwm之间，通过设置电平变换电路140可提高整个激光驱动***的兼容性，能够兼容更多型号的激光驱动芯片。

具体地，结合图1和图2所示，电平变换电路140还包括限流保护电阻R6、第二上拉电阻R4、第二过冲保护电阻R7、第一三极管Q3及第二三极管Q2。其中，第一三极管Q3的基极b通过第二过冲保护电阻R7与主控芯片110的PWM信号输出端连接，第一三极管Q3的集电极c通过第二上拉电阻R4与供电端连接，第一三极管Q3的发射极e接地DGND。

第二三极管Q2的基极b通过限流保护电阻R6与第一三极管Q3的集电连接，第二三极管Q2的集电极c与激光驱动芯片U1的PWM信号接收端Vpwm连接，第二三极管Q2的发射极e接地DGND。

举例而言，本公开实施例的第一三极管Q3及第二三极管Q2可为NPN型，但不限于此，也可为PNP型，视具体情况而定。

基于以上内容，当激光驱动芯片U1的输出电压端Vcc输出的电压大于延时保护芯片U2的输入端Vth的设定输入电压时，延时保护芯片U2的输出端Vout输出高电平，此时激光驱动芯片U1正常接收MCU_PWM信号，进行激光功率调节；当MCU_PWM为高电平时，激光驱动芯片U1的PWM信号接收端Vpwm为高电平信号；当MCU_PWM为低电平时，激光驱动芯片U1的PWM信号接收端Vpwm为低电平信号；从而实现PWM的正常高低变化，此时整个电路正常工作，调节输出激光的光功率。

当激光驱动芯片U1出现异常或故障时，即：激光驱动芯片U1的输出电压端Vcc输出的电压小于延时保护芯片U2的输入端Vth的设定输入电压时，延时保护芯片U2的输出端Vout为低电平，此时激光驱动芯片U1的PWM信号接收端Vpwm被拉低，无法接收MCU_PWM信号；对整个***进行保护，防止异常出激光。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本公开中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一些实施例”、“示例地”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本公开的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本公开的限制，本领域的普通技术人员在本公开的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，故但凡依本公开的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本公开专利涵盖的范围之内。

Claims

1.一种激光驱动***，其特征在于，包括：

激光发射器；

主控芯片，具有PWM信号输出端；

2.根据权利要求1所述的激光驱动***，其特征在于，所述延时保护电路包括延时保护芯片和隔离二极管；

3.根据权利要求2所述的激光驱动***，其特征在于，所述激光驱动电路包括：

4.根据权利要求3所述的激光驱动***，其特征在于，所述激光驱动电路还包括：

5.根据权利要求4所述的激光驱动***，其特征在于，

6.根据权利要求3所述的激光驱动***，其特征在于，所述电流感应电阻设置两个且并联设置。

7.根据权利要求3所述的激光驱动***，其特征在于，所述激光发射器包括多个串联的激光二极管，所述激光二极管的负极与所述储能电感连接，所述激光二极管的正极与所述电流感应电阻中连接所述片选端的一端连接。

8.根据权利要求7所述的激光驱动***，其特征在于，所述激光二极管的额定激光功率值为5W、10W或20W。

9.根据权利要求1所述的激光驱动***，其特征在于，还包括电平变换电路，连接于所述主控芯片的PWM信号输出端和所述激光驱动电路的PWM信号接收端之间。

10.根据权利要求9所述的激光驱动***，其特征在于，所述电平变换电路还包括：

限流保护电阻；

第二上拉电阻；

第二过冲保护电阻；

第二三极管，所述第二三极管的基极通过所述限流保护电阻与所述第一三极管的集电极连接，所述第二三极管的集电极与所述激光驱动电路的PWM信号接收端连接，所述第二三极管的发射极接地。