本实用新型涉及半导体蝶形激光器驱动技术领域，尤其涉及一种半导体蝶形激光器恒功驱动模块。
背景技术：
随着科学的进步与发展，半导体蝶形激光器所涉及的理论和工艺不断完善，性能不断提高，其应用领域也随其不断扩展，尤其在激光测距、激光雷达、激光通信、激光模拟武器、激光警戒、激光制导跟踪、引燃引爆、自动控制、检测仪器等方面获得了广泛的应用。半导体蝶形激光器的驱动电源必须保证其为恒流源以稳定光功率的输出，传统半导体蝶形激光器的驱动大都为恒流控制，无法实现恒定功率控制。
技术实现要素：
有鉴于此，本实用新型提出了一种半导体蝶形激光器恒功驱动模块，以解决传统半导体蝶形激光器驱动模块无法实现恒定功率控制的问题。
本实用新型的技术方案是这样实现的：一种半导体蝶形激光器恒功驱动模块，包括mos管t1、光电二极管pd、第一电流电压转化电路以及比较电路；
mos管t1与半导体蝶形激光器ld串联；
光电二极管pd的输出端连接所述第一电流电压转化电路的输入端，光电二极管pd用于检测半导体蝶形激光器ld的输出光功率并转化为光功率电流，所述第一电流电压转化电路用于检测所述光功率电流并将所述光功率电流转化为光功率电压；
所述比较电路的第一输入端连接参考电压，所述比较电路的第二输入端连接所述第一电流电压转化电路的输出端，所述比较电路的输出端连接mos管t1的栅极，所述比较电路用于将所述参考电压与所述光功率电压进行比较并输出所述参考电压与所述光功率电压的差值至mos管t1的栅极。
可选的，所述比较电路包括运算放大器u1，所述第一电流电压转化电路包括采样电阻rf1及差分放大器u2；
电源vdd依次经光电二极管pd的负极、光电二极管pd的正极、采样电阻rf1接地，光电二极管pd的正极与采样电阻rf1的公共端连接差分放大器u2的同相输入端，采样电阻rf1的另一端连接差分放大器u2的反相输入端；
差分放大器u2的输出端连接运算放大器u1的反相输入端，运算放大器u1的同相输入端连接所述参考电压，运算放大器u1的输出端连接mos管t1的栅极。
可选的，所述比较电路还包括电容c1，运算放大器u1输出端与mos管t1栅极的公共端经电容c1接地。
可选的，所述半导体蝶形激光器恒功驱动模块还包括第二电流电压转化电路及通道选择开关s1；
通道选择开关s1的第一通道接入所述第一电流电压转化电路的输出端与所述比较电路的第二输入端之间，所述第二电流电压转化电路的输入端接入mos管t1与半导体蝶形激光器ld组成的串联电路中，所述第二电流电压转化电路的输出端经通道选择开关s1的第二通道连接所述比较电路的第二输入端，所述第二电流电压转化电路用于检测半导体蝶形激光器ld的电流并转化为激光器电压。
可选的，所述第二电流电压转化电路包括采样电阻rf2、差分放大器u3及同相放大器u4；
采样电阻rf2串联接入mos管t1与半导体蝶形激光器ld之间，采样电阻rf2与mos管t1的公共端连接差分放大器u3的同相输入端，采样电阻rf2与半导体蝶形激光器ld的公共端连接差分放大器u3的反相输入端，差分放大器u3的输出端经同相放大器u4连接通道选择开关s1的第二通道。
可选的，所述半导体蝶形激光器恒功驱动模块还包括过流保护电路，所述过流保护电路的输入端分别连接所述比较电路的第二输入端、阈值电压，所述过流保护电路的输出端接在所述比较电路输出端与mos管t1栅极之间，所述过流保护电路用于对所述比较电路的第二输入端电压与所述阈值电压进行比较并在所述比较电路的第二输入端电压大于所述阈值电压时输出一低电平切断所述比较电路输出端与mos管t1栅极之间的连接。
可选的，所述过流保护电路包括比较器u5及mos管t2，mos管t2接入所述比较电路的输出端与mos管t1栅极之间，比较器u5的同相输入端连接所述阈值电压，比较器u5的反相输入端连接所述比较电路的第二输入端，比较器u5的输出端连接mos管t2的栅极。
可选的，所述过流保护电路还包括二极管d1，比较器u5的同相输入端依次经二极管d1的正极、二极管d1的负极连接比较器u5的输出端。
本实用新型的半导体蝶形激光器恒功驱动模块相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)本实用新型通过光电二极管检测半导体蝶形激光器的输出光功率，通过反馈调节在半导体蝶形激光器ld的输出光功率增大时控制其输出光功率减小，在半导体蝶形激光器ld的输出光功率减小时控制其输出光功率增大，直至半导体蝶形激光器ld的输出光功率保持恒定，实现了半导体蝶形激光器ld的恒定功率控制；
(2)本实用新型提供了恒流和恒功两种模式控制半导体蝶形激光器ld的电流；
(3)本实用新型在注入半导体蝶形激光器ld的电流过大时比较器u5输出低电平控制mos管t2关断，控制mos管t1关断，实现对半导体蝶形激光器ld的过流保护。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型的半导体蝶形激光器恒功驱动模块的电路结构示意图；
图2为本实用新型的半导体蝶形激光器恒功驱动模块的电路图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实施例的半导体蝶形激光器恒功驱动模块包括mos管t1、光电二极管pd、第一电流电压转化电路以及比较电路。mos管t1与半导体蝶形激光器ld串联，光电二极管pd的输出端连接第一电流电压转化电路的输入端，光电二极管pd用于检测半导体蝶形激光器ld的输出光功率并转化为光功率电流，第一电流电压转化电路用于检测光功率电流并将光功率电流转化为光功率电压。比较电路的第一输入端连接参考电压，比较电路的第二输入端连接第一电流电压转化电路的输出端，比较电路的输出端连接mos管t1的栅极，比较电路用于将参考电压与光功率电压进行比较并输出参考电压与光功率电压的差值至mos管t1的栅极。具体的，如图2所示，电源vcc依次经mos管t1、半导体蝶形激光器ld接地，比较电路包括运算放大器u1，第一电流电压转化电路包括采样电阻rf1及差分放大器u2。电源vdd依次经光电二极管pd的负极、光电二极管pd的正极、采样电阻rf1接地，光电二极管pd的正极与采样电阻rf1的公共端连接差分放大器u2的同相输入端，采样电阻rf1的另一端连接差分放大器u2的反相输入端。差分放大器u2的输出端连接运算放大器u1的反相输入端，运算放大器u1的同相输入端连接参考电压，运算放大器u1的输出端连接mos管t1的栅极。其中，运算放大器u1的同相输入端为比较电路的第一输入端，运算放大器u1的反相输入端为比较电路的第二输入端。
本实施例中，光电二极管pd用于接收半导体蝶形激光器ld发出的部分光功率，并转化为光功率电流，光功率电流与光电二极管pd接收的光功率成比例。若半导体蝶形激光器ld的输出光功率增大，则光电二极管pd输出的光功率电流增大，则流经采样电阻rf1的电流增大，运算放大器u1反相输入端的电压增大，预先设定的参考电压与运算放大器u1反相输入端电压的差值减小，mos管t1的栅极驱动电压减小，从而控制mos管t1的输出电流减小，注入半导体蝶形激光器ld的电流减小，半导体蝶形激光器ld的输出光功率减小；同理，若半导体蝶形激光器ld的输出光功率减小，则光电二极管pd输出的光功率电流减小，则流经采样电阻rf1的电流减小，运算放大器u1反相输入端的电压减小，预先设定的参考电压与运算放大器u1反相输入端电压的差值增大，mos管t1的栅极驱动电压增大，从而控制mos管t1的输出电流增大，注入半导体蝶形激光器ld的电流增大，半导体蝶形激光器ld的输出光功率增大。这样通过反馈调节可在半导体蝶形激光器ld的输出光功率增大时控制其输出光功率减小，在半导体蝶形激光器ld的输出光功率减小时控制其输出光功率增大，直至半导体蝶形激光器ld的输出光功率保持恒定，实现了半导体蝶形激光器ld的恒定功率控制。其中，差分放大器u2用于对采样电阻rf1两端的电压进行差分采集，降低电路中的共模干扰，提供采集精度。
进一步的，如图2所示，本实施例优选比较电路还包括电容c1，运算放大器u1输出端与mos管t1栅极的公共端经电容c1接地。由于半导体蝶形激光器ld对于电冲击的承受能力很差，对电流的稳定性有较高的要求，为减小突变电流的冲击，保护半导体蝶形激光器ld，本实施例在比较电路的输出端接入电容c1，使比较电路的输出电压缓缓上升，从而控制mos管t1缓缓开启，从而控制通过半导体蝶形激光器ld的电流缓缓增大到给定值。
进一步的，如图1所示，本实施例优选半导体蝶形激光器恒功驱动模块还包括第二电流电压转化电路及通道选择开关s1。通道选择开关s1的第一通道接入第一电流电压转化电路的输出端与比较电路的第二输入端之间，第二电流电压转化电路的输入端接入mos管t1与半导体蝶形激光器ld组成的串联电路中，第二电流电压转化电路的输出端经通道选择开关s1的第二通道连接比较电路的第二输入端，第二电流电压转化电路用于检测半导体蝶形激光器ld的电流并转化为激光器电压。其中，通道选择开关s1可选通第一通道和第二通道中的一个。具体的，如图2所示，第二电流电压转化电路包括采样电阻rf2、差分放大器u3及同相放大器u4。采样电阻rf2串联接入mos管t1与半导体蝶形激光器ld之间，采样电阻rf2与mos管t1的公共端连接差分放大器u3的同相输入端，采样电阻rf2与半导体蝶形激光器ld的公共端连接差分放大器u3的反相输入端，差分放大器u3的输出端经同相放大器u4连接通道选择开关s1的第二通道。
本实施例中，采样电阻rf2、差分放大器u3、同相放大器u4及运算放大器u1构成恒流控制电路，原理与上述恒功控制相同，再次不再赘述。当通道选择开关s1选通第一通道时，可采用恒功控制模式；当通道选择开关s1选通第二通道时，可采用恒流控制模式。其中，差分放大器u3同样用于对采样电阻rf2两端的电压进行差分采集，降低电路中的共模干扰，提供采集精度。这样本实施例提供了恒流和恒功两种模式控制半导体蝶形激光器ld的电流。
进一步的，如图1所示，半导体蝶形激光器恒功驱动模块还包括过流保护电路，过流保护电路的输入端分别连接比较电路的第二输入端、阈值电压，过流保护电路的输出端接在比较电路输出端与mos管t1栅极之间，过流保护电路用于对比较电路的第二输入端电压与阈值电压进行比较并在比较电路的第二输入端电压大于阈值电压时输出一低电平切断比较电路输出端与mos管t1栅极之间的连接。具体的，如图2所示，本实施例优选过流保护电路包括比较器u5及mos管t2，mos管t2接入比较电路的输出端与mos管t1栅极之间，比较器u5的同相输入端连接阈值电压，比较器u5的反相输入端连接比较电路的第二输入端，比较器u5的输出端连接mos管t2的栅极。
本实施例中，若注入半导体蝶形激光器ld的电流过大，大于设定的阈值电流，则经第一电流电压转化电路或第二电流电压转化电路采集得到的电压会大于阈值电压，比较器u5输出低电平控制mos管t2关断，控制mos管t1关断，实现对半导体蝶形激光器ld的过流保护。
进一步的，如图2所示，过流保护电路还包括二极管d1，比较器u5的同相输入端依次经二极管d1的正极、二极管d1的负极连接比较器u5的输出端。当注入半导体蝶形激光器ld的电流过大时，比较器u5输出低电平，比较器u5输出的低电平通过二极管d1拉低出入的阈值电压，使比较器u5同相输入端的电压始终小于反相输入端电压，使比较器u5始终输出低电平，实现比较器u5的自锁，避免电路波动造成比较器u5输出高电平，破坏半导体蝶形激光器ld的的过流保护。
以上仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
1.一种半导体蝶形激光器恒功驱动模块，其特征在于，包括mos管t1、光电二极管pd、第一电流电压转化电路以及比较电路；
mos管t1与半导体蝶形激光器ld串联；
光电二极管pd的输出端连接所述第一电流电压转化电路的输入端，光电二极管pd用于检测半导体蝶形激光器ld的输出光功率并转化为光功率电流，所述第一电流电压转化电路用于检测所述光功率电流并将所述光功率电流转化为光功率电压；
所述比较电路的第一输入端连接参考电压，所述比较电路的第二输入端连接所述第一电流电压转化电路的输出端，所述比较电路的输出端连接mos管t1的栅极，所述比较电路用于将所述参考电压与所述光功率电压进行比较并输出所述参考电压与所述光功率电压的差值至mos管t1的栅极。
2.如权利要求1所述的半导体蝶形激光器恒功驱动模块，其特征在于，所述比较电路包括运算放大器u1，所述第一电流电压转化电路包括采样电阻rf1及差分放大器u2；
电源vdd依次经光电二极管pd的负极、光电二极管pd的正极、采样电阻rf1接地，光电二极管pd的正极与采样电阻rf1的公共端连接差分放大器u2的同相输入端，采样电阻rf1的另一端连接差分放大器u2的反相输入端；
差分放大器u2的输出端连接运算放大器u1的反相输入端，运算放大器u1的同相输入端连接所述参考电压，运算放大器u1的输出端连接mos管t1的栅极。
3.如权利要求2所述的半导体蝶形激光器恒功驱动模块，其特征在于，所述比较电路还包括电容c1，运算放大器u1输出端与mos管t1栅极的公共端经电容c1接地。
4.如权利要求1所述的半导体蝶形激光器恒功驱动模块，其特征在于，还包括第二电流电压转化电路及通道选择开关s1；
通道选择开关s1的第一通道接入所述第一电流电压转化电路的输出端与所述比较电路的第二输入端之间，所述第二电流电压转化电路的输入端接入mos管t1与半导体蝶形激光器ld组成的串联电路中，所述第二电流电压转化电路的输出端经通道选择开关s1的第二通道连接所述比较电路的第二输入端，所述第二电流电压转化电路用于检测半导体蝶形激光器ld的电流并转化为激光器电压。
5.如权利要求4所述的半导体蝶形激光器恒功驱动模块，其特征在于，所述第二电流电压转化电路包括采样电阻rf2、差分放大器u3及同相放大器u4；
采样电阻rf2串联接入mos管t1与半导体蝶形激光器ld之间，采样电阻rf2与mos管t1的公共端连接差分放大器u3的同相输入端，采样电阻rf2与半导体蝶形激光器ld的公共端连接差分放大器u3的反相输入端，差分放大器u3的输出端经同相放大器u4连接通道选择开关s1的第二通道。
6.如权利要求1所述的半导体蝶形激光器恒功驱动模块，其特征在于，还包括过流保护电路，所述过流保护电路的输入端分别连接所述比较电路的第二输入端、阈值电压，所述过流保护电路的输出端接在所述比较电路输出端与mos管t1栅极之间，所述过流保护电路用于对所述比较电路的第二输入端电压与所述阈值电压进行比较并在所述比较电路的第二输入端电压大于所述阈值电压时输出一低电平切断所述比较电路输出端与mos管t1栅极之间的连接。
7.如权利要求6所述的半导体蝶形激光器恒功驱动模块，其特征在于，所述过流保护电路包括比较器u5及mos管t2，mos管t2接入所述比较电路的输出端与mos管t1栅极之间，比较器u5的同相输入端连接所述阈值电压，比较器u5的反相输入端连接所述比较电路的第二输入端，比较器u5的输出端连接mos管t2的栅极。
8.如权利要求7所述的半导体蝶形激光器恒功驱动模块，其特征在于，所述过流保护电路还包括二极管d1，比较器u5的同相输入端依次经二极管d1的正极、二极管d1的负极连接比较器u5的输出端。
技术总结