一种激光功率可调驱动电路的制作方法

1.本实用新型属于激光功率调节技术领域，具体涉及一种激光功率可调驱动电路。


背景技术：

2.激光雷达是以发射激光光束来探测目标的位置以及速度等特征量的雷达系统；激光雷达测距因为其优异的特性，在智能运动领域的感知环节中起着不可或缺的作用；激光雷达测距时，其回波信号的强弱与测距距离以及物体反射率相关，在远距离和近距离情况下，激光雷达的回波信号动态范围非常大，而探测器则无法满足较大的动态范围。
3.目前，为了能够让探测器适应较大的探测动态范围，通常采用自动增益控制的方式调节发射功率，从而使激光雷达能够适应远距离以及近距离的测量要求，但自动增益控制的方式存在较大的滞后性，无法适用于高速测量的情形；因此，提供一种能够有效高速的调节激光发射功率，实现激光雷达高速测量的调节系统迫在眉睫。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种激光功率可调驱动电路，以解决现有采用自动增益控制方法调节发射功率所存在的无法适用于高速测量情形的问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.本实用新型提供了一种激光功率可调驱动电路，包括：储能电路、充放电控制电路以及激光发射器；
7.所述储能电路包括两个电能储存元件，且所述储能电路的输入端电连接供电电源，通过所述供电电源为两个电能储存元件充电；
8.两个电能储存元件分别电连接所述激光发射器，为所述激光发射器供电；
9.所述充放电控制电路的输入端用于接收控制信号，所述充放电控制电路的输出端分别电连接所述储能电路以及所述激光发射器，其中，所述充放电控制电路用于根据所述控制信号，控制所述储能电路对两个电能储存元件进行选择性充电，以及接通两个电能储存元件对所述激光发射器的供电或接通一个电能储存元件对所述激光发射器的供电。
10.基于上述公开的内容，本实用新型根据控制信号，在充电时，通过充放电控制电路对两个电能储存元件进行选择性充电；并在放电时，控制两个电能储存元件对激光发射器进行供电或只使用一个电能储存元件对激光发射器进行供电；由此，即可通过控制激光发射器的供电电能，来实现激光发射器发射功率的调节。
11.通过上述设计，本实用新型采用电路调节激光发射器的供电电能，从而实现发射功率的调节，相比于传统的自动增益控制方式，本实用新型的调节速度更快，能够有效高速的调节激光发射功率，从而满足激光雷达远、近距离的高速测距需求。
12.在一个可能的设计中，所述两个电能储存元件分别为第一电容以及第二电容。
13.在一个可能的设计中，所述储能电路还包括：第一电阻以及二极管；
14.所述第一电阻的一端电连接所述供电电源，所述第一电阻的另一端电连接所述二
极管的正极，所述二极管的负极分别电连接所述第一电容的一端以及所述第二电容的一端；
15.所述激光发射器并联在所述二极管的正负极之间，且所述第一电容的另一端接地；
16.所述二极管的正极电连接所述充放电控制电路的第一输出端，所述第二电容的另一端电连接所述充放电控制电路的第二输出端。
17.在一个可能的设计中，所述充放电控制电路包括：第一场效应管以及第二场效应管；
18.所述第一场效应管的栅极以及所述第二场效应管的栅极作为所述充放电控制电路的输入端，用于接收所述控制信号；
19.所述第一场效应管的漏极作为所述第一输出端，电连接所述二极管的正极，所述第二场效应管的漏极作为所述第二输出端，电连接所述第二电容的另一端；
20.所述第一场效应管的源极以及所述第二场效应管的源极分别接地。
21.基于上述公开的内容，本实用新型公开了充电电路以及充放电控制电路的具体电路结构，其实现原理为：当需要低功率激光时，第二场效应管的栅极端保持低电平，从而截止第二场效应管，由此，供电电源只能通过二极管给第一电容充电，而第二电容由于没有充电回路，因此不能充电；而当需要发射低功率激光时，向第一场效应管的栅极输入驱动信号，让第一场效应管导通，因此，可使第一电容、激光发射器以及第一场效应管形成放电回路，从而使用第一电容为激光发射器供电，实现低功率激光的发射。
22.当需要发射高功率激光时，先向第二场效应管的栅极输入驱动信号，让第二场效应管导通一段时间，使得供电电源有足够的时间通过二极管给第二电容充电，当第二电容充满电后，向第一场效应管的栅极输入驱动信号，从而导通第一场效应管，此时第一电容以及第二电容可同时向激光发射器放电；由此，即可实现高功率激光的发射。
23.在一个可能的设计中，所述第一场效应管的源极与栅极之间，以及所述第二场效应管的源极与栅极之间分别并联有第二电阻。
24.在一个可能的设计中，所述第一场效应管以及所述第二场效应管均为n型场效应管。
25.在一个可能的设计中，所述第二电容的电容值大于所述第一电容的电容值。
26.在一个可能的设计中，所述激光发射器采用激光二极管。
27.本实用新型获取的有益效果是：
28.(1)本实用新型采用电路调节激光发射器的供电电能，从而实现发射功率的调节，相比于传统的自动增益控制方式，本实用新型的调节速度更快，能够有效高速的调节激光发射功率，从而满足激光雷达远、近距离的高速测距需求。
附图说明
29.图1是本实用新型提供的激光功率可调驱动电路的具体电路原理图。
具体实施方式
30.下面结合附图及具体实施例来对本实用新型作进一步阐述。在此需要说明的是，
对于这些实施例方式的说明虽然是用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本实用新型的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本实用新型，并且不应当理解为本实用新型限制在本文阐述的实施例中。
31.实施例
32.如图1所示，本实施例所提供的激光功率可调驱动电路，可通过控制第一电容与第二电容对激光发射器的放电，来调节激光发射器的供电电能，从而实现激光发射器发射功率的调节，由此，相比于传统的自动增益控制方式，本实施例所提供的激光功率可调驱动电路，其调节响应更快，能够有效高速的调节激光发射功率，从而满足激光雷达远、近距离的高速测距需求，便于大规模推广与应用。
33.如图1所示，本实施例第一方面所提供的激光功率可调驱动电路，可以但不限于包括：储能电路、充放电控制电路以及激光发射器；即储能电路用于储存电能，从而为激光发射器供应电能，满足激光发射器的发射需求；而充放电控制电路则用于控制储存电路的充电，以及激光发射器的供电，从而为激光发射器供应不同的电能，来实现激光发射功率的调节。
34.参见图1，在本实施例中，举例所述储能电路可以但不限于包括两个电能储存元件，其中，所述储能电路的输入端电连接供电电源，以通过所述供电电源为两个电能储存元件充电；而两个电能储存元件则分别电连接所述激光发射器，为所述激光发射器供电。
35.同时，在本实施例中，所述充放电控制电路的输入端用于接收控制信号，而所述充放电控制电路的输出端则分别电连接所述储能电路以及所述激光发射器，从而根据控制信号，控制两个电能储存元件的充放电，以及接通两个电能储存元件对所述激光发射器的供电或接通一个电能储存元件对所述激光发射器的供电。
36.具体的，其控制过程为：在需要发射低功率激光时，控制所述储能电路对两个电能储存元件中其中一个进行充电，而另一个截止充电；然后使用充电的电能储存元件对激光发射器进行放电，从而实现低功率激光的发射。
37.同理，在需要发射高功率激光时，对两个电能储能元件进行充电，然后使用两个电能储存元件对激光发射器进行放电，从而实现高功率激光的发射。
38.通过上述设计，本实施例利用电路控制两个电能储能元件对激光发射器的供电，即在发射低功率激光时，使用一个电能储存元件进行供电，而在发射高功率激光时，使用两个电能储能元件进行供电；由此，即可有效高速的调节激光发射功率，从而满足激光雷达远、近距离的高速测距需求，便于大规模推广与应用。
39.在本实施例中，举例两个电能储存元件分别为第一电容c1以及第二电容c2，举例激光发射器可以但不限于采用激光二极管ld。
40.下述在前述基础上，阐述储能电路以及充放电控制电路的具体电路结构：
41.在本实施例中，举例储存电路包括第一电阻r1以及二极管d1，而充放电控制电路可以但不限于第一场效应管q1以及第二场效应管q2。
42.参见图1，前述各个器件之间的连接结构为：
43.所述第一电阻r1的一端电连接所述供电电源，所述第一电阻r1的另一端电连接所述二极管d1的正极，所述二极管d1的负极分别电连接所述第一电容c1的一端以及所述第二
电容c2的一端；所述激光发射器(即激光二极管ld)并联在所述二极管d1的正负极之间，且所述第一电容c1的另一端接地。
44.所述二极管d1的正极电连接所述充放电控制电路的第一输出端，即电连接第一场效应管q1的漏极；所述第二电容c2的另一端电连接所述充放电控制电路的第二输出端，即电连接第二场效应管q2的漏极；而第一场效应管q1的栅极以及第二场效应管q2的栅极则作为充放电控制电路的输入端，用于接收所述控制信号；另外，第一场效应管q1的源极以及所述第二场效应管q2的源极作为接地端，分别接地。
45.由此，本实用新型的工作原理为：
46.当需要低功率激光时，第二场效应管q2的栅极端保持低电平，从而截止第二场效应管q2，由此，供电电源只能通过二极管d1给第一电容c1充电，而第二电容c2由于没有充电回路，因此不能充电；当需要发射低功率激光时，向第一场效应管q1的栅极输入驱动信号，让第一场效应管q1导通，因此，可使第一电容c1、激光二极管ld以及第一场效应管q1形成放电回路，从而使用第一电容c1为激光二极管ld供电，实现低功率激光的发射。
47.而当需要发射高功率激光时，先向第二场效应管q2的栅极输入驱动信号，让第二场效应管q2导通一段时间，使得供电电源有足够的时间通过二极管d1给第二电容c2充电(当然，第一电容c1也会充电)，当第二电容c2充满电后，向第一场效应管q1的栅极输入驱动信号，从而导通第一场效应管q1，此时第一电容c1以及第二电容c2可同时向激光二极管ld放电；由此，即可实现高功率激光的发射。
48.另外，在本实施例中，还在第一场效应管q1的源极与栅极之间，以及第二场效应管q2的源极与栅极之间分别并联有第二电阻；参见图1，即第一场效应管q2的源极与栅极之间并联有第二电阻r2，而第二场效应管q2的栅极与源极之间则并联有第二电阻r3。
49.通过上述设计，可以为第一场效应管q1以及第二场效应管q2提供偏置电压；同时，还可起到泻放电阻的作用，从而保护场效应管的栅极以及源极。
50.在本实施例中，举例第一场效应管q1以及第二场效应管q2可以但不限于为n型场效应管；同时，举例第二电容c2的电容值大于第一电容c1的电容值；由此，在仅使用第一电容c1为激光二极管ld供电时，激光二极管ld的发射功率主要由第一电容c1的容值决定，当第一电容c1容值较小时，激光功率也较小；同理，在使用第一电容c1和第二电容c2同时向激光二极管ld供电时，激光功率主要由第二电容c2决定，当第二电容c2的容值较大，输出的激光功率也较高。
51.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型的保护范围。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。