專利名稱：自動激光功率控制電路及其開關(guān)控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種激光二極管的控制電路，且特別涉及一種自動激光功率控制電路及開關(guān)控制電路。
不過由于目前電路在設(shè)計上操作速度要求愈來愈高，而消耗的功率也要求越來越少，因此所需要的電源值自然也減少。或者，因為制作過程縮減，芯片上某些電源也需跟著用較小電源。也因為如此，自動激光功率控制電路上所需要的電源，就有可能使用較小的電源。舉例來說并參考

圖1，如果自動激光功率控制電路上所需要的電源VDD2由5伏特改為3.3伏特的VDD3，當(dāng)控制信號LDEN為高電位時，整個電路運作沒問題；可是當(dāng)控制信號LDEN為低電位時，節(jié)點Y1電位(3.3伏特)與激光二極管驅(qū)動電路304電源VDD5的電位(5伏特)具有壓差，此時提供給激光二極管141的電流仍然有數(shù)十毫安(假設(shè)激光二極管驅(qū)動電路304中的PNP型BJT晶體管171的電流增益為250，則通過激光二極管的操作電流仍有14.4325mA)。此操作電流便會使得激光二極管并非完全關(guān)閉而具有LED的特性。如此一來，激光二極管141就會因為每次關(guān)閉的不完全，造成其使用壽命降低。
本發(fā)明公開了一種自動激光功率控制電路，其接受光感應(yīng)電路的光強度反饋信號以及光耦合信號，以控制驅(qū)動電路，進而驅(qū)動激光二極管發(fā)光。此自動激光功率控制電路至少包括反饋放大電路以及開關(guān)控制電路。其中的反饋放大電路耦接至上述光感應(yīng)電路，用以接受并依據(jù)光耦合信號，來正確驅(qū)動激光二極管發(fā)光。此反饋放大電路并接受上述光強度反饋信號，以調(diào)整激光二極管發(fā)射的光功率。上述的開關(guān)控制電路耦接至第一電源、驅(qū)動電路以及上述反饋放大電路，用以接受第一控制信號的控制，來致能或禁能驅(qū)動電路。當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘柦軙r，此開關(guān)控制電路使反饋放大電路不連接至驅(qū)動電路，并且提供出一個等效電阻，使上述第一電源經(jīng)此等效電阻連接至驅(qū)動電路，進而使驅(qū)動電路不提供電流給激光二極管。
本發(fā)明所提供的開關(guān)控制電路應(yīng)用于激光二極管驅(qū)動系統(tǒng)中的自動激光功率控制電路中，此開關(guān)控制電路耦接至驅(qū)動電路以及反饋放大電路，此開關(guān)控制電路包括第一電子開關(guān)、第二電子開關(guān)、第三電子開關(guān)、第四電子開關(guān)以及電阻。上述這些電子開關(guān)都至少具有第一連接端、第二連接端以及控制端。其中第一電子開關(guān)的第一連接端耦接至反饋放大電路，第二電子開關(guān)的第一連接端耦接至第一電源，第三電子開關(guān)的第二連接端耦接至驅(qū)動電路，而第一電子開關(guān)的第二連接端、第二電子開關(guān)的第二連接端、第三電子開關(guān)的第一連接端以及第四電子開關(guān)的第一連接端耦接在一起。上述電阻同樣具有第一端及第二端，而此電阻的第一端耦接至第四電子開關(guān)的第二連接端，此電阻的第二端耦接至第三電子開關(guān)的第二連接端。
上述第一電子開關(guān)、第二電子開關(guān)、第三電子開關(guān)以及第四電子開關(guān)各自的控制端耦接至第一控制信號。當(dāng)此第一控制信號致能時，此開關(guān)控制電路會使第一電子開關(guān)與第三電子開關(guān)導(dǎo)通，并且使第二電子開關(guān)與第四電子開關(guān)關(guān)閉，故反饋放大電路的信號可連接至驅(qū)動電路。當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘柦軙r，此開關(guān)控制電路會使第二電子開關(guān)與第四電子開關(guān)導(dǎo)通，且第一電子開關(guān)與第三電子開關(guān)關(guān)閉，故第一電源經(jīng)此電阻連接至驅(qū)動電路，進而使驅(qū)動電路不提供電流給激光二極管。
本發(fā)明的較佳實施例中所提供的開關(guān)控制電路，其中此第二電子開關(guān)使用第一晶體管，而第三電子開關(guān)系使用第二晶體管，且第一晶體管與第二晶體管的型態(tài)不同，本實施例特別選用P型MOS晶體管為第一晶體管、N型MOS晶體管為第二晶體管。而本發(fā)明的較佳實施例中的第一電子開關(guān)為第一傳輸門，第四電子開關(guān)為第二傳輸門，此第一傳輸門與第二傳輸門還接受第二控制信號控制，此第二控制信號與第一控制信號為反相。在較佳實施例中，當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘枮楦唠娢粫r，第一傳輸門以及第二晶體管導(dǎo)通，而第一晶體管以及第二傳輸門不導(dǎo)通。當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘枮榈碗娢粫r，第一晶體管以及第二傳輸門導(dǎo)通，第一傳輸門以及第二晶體管不導(dǎo)通。
綜上所述，本發(fā)明以四個電子開關(guān)以及一個電阻構(gòu)成自動激光功率控制電路的開關(guān)控制電路。其中利用電阻在驅(qū)動電路上所形成的電源，禁能此驅(qū)動電路，使得激光二極管完全關(guān)閉。即本發(fā)明可以使得激光二極管在其自動激光功率控制電路與驅(qū)動電路電源的電源值不同的情況下，能完全的關(guān)閉，進而延長其使用的壽命。
為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。
圖3A為當(dāng)LDEN為致能時，圖2的開關(guān)控制電路的等效電路圖；以及圖3B為當(dāng)LDEN為禁能時，圖2的開關(guān)控制電路的等效電路圖。標(biāo)號說明106，108，121，201，211，213電阻181可變電阻105，107，221，222電容131，231電感141，241激光二極管111感光二極管161，261，262晶體管171，271BJT晶體管281，282傳輸門151，301反饋放大電路302常見控制電路303常見自動激光功率控制電路304驅(qū)動電路305本發(fā)明較佳實施例的開關(guān)控制電路306光感應(yīng)電路307激光二極管驅(qū)動系統(tǒng)308本發(fā)明較佳實施例的自動激光功率控制電路本發(fā)明的自動激光功率控制電路308，由反饋放大電路301以及開關(guān)控制電路305構(gòu)成。其中，反饋放大電路301耦接至開關(guān)控制電路305以及光感應(yīng)電路306，而開關(guān)控制電路305則又耦接驅(qū)動電路304。上述的各種電路與被驅(qū)動的激光二極管241構(gòu)成整個激光二極管驅(qū)動系統(tǒng)307。
本實施例的自動激光功率控制電路308使用第一電源VDD3，例如3.3V，且同時接受第一控制信號LDEN以及第二控制信號LDENB做為開關(guān)控制，第二控制信號LDENB為第一控制信號LDEN的反相，而驅(qū)動電路304則使用第二電源VDD5，例如5.0V。
本實施例中，當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘朙DEN為高電位(第二控制信LDENB號為低電位時)，該反饋放大電路301的信號可連接至該驅(qū)動電路，也就是自動激光功率控制電路308致能驅(qū)動電路304，進而驅(qū)動激光二極管。
當(dāng)?shù)谝豢刂芁DEN信號低電位(第二控制信號LDENB高電位時)，開關(guān)控制電路305將提供一有效高阻抗的等效電阻，使得驅(qū)動電路304禁能，能夠完全關(guān)閉激光二極管241。
其中自動激光功率控制電路308的開關(guān)控制電路305由4個電子開關(guān)281，282、261，262以及1個電阻211所構(gòu)成。而此較佳實施例的電子開關(guān)261采用P型MOS晶體管，電子開關(guān)262系采用N型MOS晶體管，而電子開關(guān)281，282則是采用兩個控制端的傳輸門。
其中，此開關(guān)控制電路305耦接反饋放大電路301，以及驅(qū)動電路304。且開關(guān)控制電路的電源VDD3是3.3伏特，而驅(qū)動電路電源VDD5，是5.0伏特。
此外，此開關(guān)控制電路上的傳輸門(281，282)本身是以接受兩相反電位作為控制其本身的導(dǎo)通(或稱打開ON)與關(guān)閉(OFF)。
請同時參考圖2以及圖3A，圖3A為當(dāng)LDEN為致能時，圖2的開關(guān)控制電路的等效電路圖。當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘朙DEN高電位(Hi)(即第二控制信號LDENB低電位(Low))時，傳輸門282及P信道MOS晶體管261關(guān)閉，傳輸門281以及N信道MOS晶體管262導(dǎo)通，此時反饋放大電路的信號連接至該驅(qū)動電路，在X2點上形成一電位，使得在X2點與驅(qū)動電路的第二電源源VDD5之間形成一偏壓，足以使得BJT晶體管271導(dǎo)通(ON)，激光二極管241具激光發(fā)光特性。
請同時參考圖2與圖3B，圖3B為當(dāng)LDEN為禁能時，圖2的開關(guān)控制電路的等效電路圖。當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘朙DEN低電位(Low)(亦第二控制信號LDENB高電位(Hi)時)，P信道MOS晶體管261導(dǎo)通，傳輸門282導(dǎo)通而傳輸門281與N信道MOS晶體管262關(guān)閉。此時在Y2點上擁有一個與電源VDD3幾乎相等的電位(3.3伏特)，依驅(qū)動電路304的電源VDD5與開關(guān)控制電路305的電源VDD3的壓差，取一適當(dāng)電阻211，根據(jù)分壓法使得在X2點上形成一個與激光二極管驅(qū)動電路304電源VDD5接近的電位，當(dāng)P型BJT晶體管271的射極端與基極端電位幾乎接近，此P型BJT晶體管271處于截止?fàn)顟B(tài)。因此，此P型BJT晶體管271的集極端便不會有電流流出，而激光二極管241關(guān)閉(OFF)。
電阻211電阻值取決于自動激光功率控制電路308電源(也是開關(guān)控制電路305電源)與激光二極管驅(qū)動電路304電源，兩者之間的關(guān)系。根據(jù)分壓法則，欲使X2點電位能接近驅(qū)動電路304的電源VDD5電源值，而不受Y2點電位影響，所以當(dāng)激光二極管控制電路302電源值越接近激光二極管驅(qū)動電路304電源值時，電阻211可以越小，反之則相反。舉例來說，激光二極管功率控制電路303電源為3.3伏特時，電阻211的電阻值約為1M歐姆。
如熟悉以上技術(shù)的人員知道，電阻211為阻尼裝置的一種，而4個電子開關(guān)281，282、261，262可整體視為一種開關(guān)裝置，且不以此為限。
綜合上述，本實施例利用兩個傳輸門，兩個晶體管以及一適當(dāng)?shù)碾娮?，?gòu)成自動激光功率控制電路的開關(guān)控制電路，使得在自動激光功率控制電路與驅(qū)動電路電源不同的情況下，能夠完全關(guān)閉激光二極管，達到延長激光二極管的使用壽命。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例公開如上，然其并非用于限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作一些等效變化和變動，因此本發(fā)明的保護范圍以權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種開關(guān)控制電路，應(yīng)用于一激光二極管驅(qū)動系統(tǒng)中的一自動激光功率控制電路，該開關(guān)控制電路耦接至一驅(qū)動電路以及一反饋放大電路，其特征在于，包括一第一電子開關(guān)，具有第一連接端、第二連接端以及控制端，該第一電子開關(guān)的第一連接端耦接至該反饋放大電路；一第二電子開關(guān)，具有第一連接端、第二連接端以及控制端，該第二電子開關(guān)的第一連接端耦接至一第一電源；一第三電子開關(guān)，具有第一連接端、第二連接端以及控制端，該第三電子開關(guān)的第二連接端耦接至該驅(qū)動電路；一第四電子開關(guān)，具有第一連接端、第二連接端以及控制端，該第一電子開關(guān)的第二連接端、該第二電子開關(guān)的第二連接端、該第三電子開關(guān)的第一連接端以及該第四電子開關(guān)的第一連接端耦接在一起；以及一電阻，具有第一端及第二端，該電阻的第一端耦接至該第四電子開關(guān)的第二連接端，該電阻的第二端耦接至該第三電子開關(guān)的第二連接端；該第一電子開關(guān)、該第二電子開關(guān)、該第三電子開關(guān)以及該第四電子開關(guān)的各控制端耦接至一第一控制信號，當(dāng)該第一控制信號致能時，使該第一電子開關(guān)與該第三電子開關(guān)導(dǎo)通，且該第二電子開關(guān)與第四電子開關(guān)關(guān)閉，當(dāng)該第一控制信號禁能時，使該第二電子開關(guān)與第四電子開關(guān)導(dǎo)通，且該第一電子開關(guān)與該第三電子開關(guān)關(guān)閉。
2.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)控制電路，其特征在于，該第二電子開關(guān)為一第一晶體管，該第三電子開關(guān)為一第二晶體管，該第一晶體管與該第二晶體管的型態(tài)不同。
3.如權(quán)利要求2所述的開關(guān)控制電路，其特征在于，該第一晶體管為一P型MOS晶體管。
4.如權(quán)利要求2所述的開關(guān)控制電路，其特征在于，該第二晶體管為一N型MOS晶體管。
5.如權(quán)利要求2所述的開關(guān)控制電路，其特征在于，該第一電子開關(guān)為一第一傳輸門，該第四電子開關(guān)為一第二傳輸門，該第一傳輸門與該第二傳輸門接受一第二控制信號控制，該第二控制信號與該第一控制信號為反相。
6.如權(quán)利要求5所述的開關(guān)控制電路，其特征在于，該第一控制信號為高電位時，該第一傳輸門以及該第二晶體管導(dǎo)通，而該第一晶體管以及該第二傳輸門不導(dǎo)通；該第一控制信號為低電位時，該第一晶體管以及該第二傳輸門導(dǎo)通，該第一傳輸門以及該第二晶體管不導(dǎo)通。
7.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)控制電路，其特征在于，該驅(qū)動電路耦接至一第二電源時，該第一電源值小于該第二電源值。
8.如權(quán)利要求7所述的開關(guān)控制電路，其特征在于，該第一電源為3.3V，第二電源為5.0V，則該電阻為1MΩ。
9.一種開關(guān)控制電路，應(yīng)用于一激光二極管驅(qū)動系統(tǒng)中的一自動激光功率控制電路，該開關(guān)控制電路耦接至一驅(qū)動電路以及一反饋放大電路，其特征在于，包括一開關(guān)裝置，接收一第一控制信號，該開關(guān)裝置耦接至一第一電源、該反饋放大電路與該驅(qū)動電路，；以及一阻尼，具有一第一連接端與一第二連接端該第一連接端耦接該開關(guān)裝置，該第二連接端耦接至該驅(qū)動電路與該開關(guān)裝置的耦接處；使該第一電源是否耦接至該阻尼以及該反饋放大電路是否耦接至該驅(qū)動電路由該第一控制信號所決定。
10.如權(quán)利要求9所述的開關(guān)控制電路，其特征在于，該開關(guān)裝置包括一第一開關(guān)，耦接于該反饋放大電路與該驅(qū)動電路之間，其導(dǎo)通與否系取決于該第一控制信號；以及一第二開關(guān)，耦接于該第一電源與該阻尼的該第一連接端之間，其導(dǎo)通與否系取決于該第一控制信號。
11.如權(quán)利要求9所述的開關(guān)控制電路，其特征在于，該開關(guān)裝置包括一第一電子開關(guān)，具有第一連接端、第二連接端以及一控制端，該第一電子開關(guān)的第一連接端耦接至該反饋放大電路；一第二電子開關(guān)，具有第一連接端、第二連接端以及一控制端，該第二電子開關(guān)的第一連接端耦接至該第一電源；一第三電子開關(guān)，具有第一連接端、第二連接端以及一控制端，該第三電子開關(guān)的第二連接端耦接至該驅(qū)動電路；以及一第四電子開關(guān)，具有第一連接端、第二連接端以及一控制端，該第一電子開關(guān)的第二連接端、該第二電子開關(guān)的第二連接端、該第三電子開關(guān)的第一連接端以及該第四電子開關(guān)的該第一連接端耦接在一起；該第一電子開關(guān)、該第二電子開關(guān)、該第三電子開關(guān)以及該第四電子開關(guān)的各控制端耦接該第一控制信號，當(dāng)該第一控制信號致能時，使該第一電子開關(guān)與該第三電子開關(guān)導(dǎo)通，且該第二電子開關(guān)與第四電子開關(guān)斷開，當(dāng)該第一控制信號禁能時，使該第二電子開關(guān)與第四電子開關(guān)導(dǎo)通，且該第一電子開關(guān)與該第三電子開關(guān)斷開。
12.如權(quán)利要求11所述的開關(guān)控制電路，其特征在于，該第一電子開關(guān)為一第一傳輸門，該第四電子開關(guān)為一第二傳輸門，該第一傳輸門與該第二傳輸門更接受一第二控制信號控制，該第二控制信號與該第一控制信號為反相。
13.如權(quán)利要求9所述的開關(guān)控制電路，其特征在于，該驅(qū)動電路耦接至一第二電源時，該第一電源小于該第二電源。
14.一種自動激光功率控制電路，其接受一光感應(yīng)電路的一光強度反饋信號以及一驅(qū)動信號，以控制一驅(qū)動電路，進而驅(qū)動一激光二極管發(fā)光，其特征在于，該自動激光功率控制電路包括一反饋放大電路，耦接至該光感應(yīng)電路，用以接受該驅(qū)動光耦合信號驅(qū)動該激光二極管發(fā)光，以及接受該光強度反饋信號，以調(diào)整該激光二極管發(fā)射的光功率；以及一開關(guān)控制電路，耦接至一第一電源、該驅(qū)動電路以及該反饋放大電路，用以接受一第一控制信號的控制來致能或禁能該驅(qū)動電路；當(dāng)該第一控制信號禁能時，該開關(guān)控制電路使該反饋放大電路不連接至該驅(qū)動電路，且提供一等效阻尼，使該第一電源經(jīng)該等效阻尼連接至該驅(qū)動電路，且該驅(qū)動電路不提供電流給該激光二極管。
15.如權(quán)利要求14所述的自動激光功率控制電路，其特征在于，該開關(guān)控制電路，包括一第一電子開關(guān)，具有第一連接端、第二連接端以及控制端，該第一電子開關(guān)的第一連接端耦接至該反饋放大電路；一第二電子開關(guān)，具有第一連接端、第二連接端以及控制端，該第二電子開關(guān)的第一連接端耦接至該第一電源；一第三電子開關(guān)，具有第一連接端、第二連接端以及控制端，該第三電子開關(guān)的第二連接端耦接至該驅(qū)動電路；一第四電子開關(guān)，具有第一連接端、第二連接端以及控制端，該第一電子開關(guān)的第二連接端、該第二電子開關(guān)的第二連接端、該第三電子開關(guān)的第一連接端以及該第四電子開關(guān)的第一連接端耦接在一起；以及一電阻，具有第一端及第二端，該電阻的第一端耦接至該第四電子開關(guān)的第二連接端，該電阻的第二端耦接至該第三電子開關(guān)的第二連接端；該第一電子開關(guān)、該第二電子開關(guān)、該第三電子開關(guān)以及該第四電子開關(guān)的各控制端耦接至該第一控制信號，當(dāng)該第一控制信號致能時，使該第一電子開關(guān)與該第三電子開關(guān)導(dǎo)通，且該第二電子開關(guān)與第四電子開關(guān)斷開，當(dāng)該第一控制信號禁能時，使該第二電子開關(guān)與第四電子開關(guān)導(dǎo)通，且該第一電子開關(guān)與該第三電子開關(guān)斷開。
16.如權(quán)利要求15所述的自動激光功率控制電路，其特征在于，該第二電子開關(guān)為一第一晶體管，該第三電子開關(guān)為一第二晶體管，該第一晶體管與該第二晶體管的型態(tài)不同。
17.如權(quán)利要求16所述的自動激光功率控制電路，其特征在于，該第一晶體管為一P型MOS晶體管，該第二晶體管為一N型MOS晶體管。
18.如權(quán)利要求15所述的自動激光功率控制電路，其特征在于，該第一電子開關(guān)為一第一傳輸門，該第四電子開關(guān)為一第二傳輸門，該第一傳輸門與該第二傳輸門還接受一第二控制信號控制，該第二控制信號與該第一控制信號為反相。
19.如權(quán)利要求18所述的自動激光功率控制電路，其特征在于，該第一控制號為高電位時，該第一傳輸門以及該第二晶體管導(dǎo)通，而該第一晶體管以及該第二傳輸門不導(dǎo)通；該第一控制信號為低電位時，該第一晶體管以及該第二傳輸門導(dǎo)通，該第一傳輸門以及該第二晶體管不導(dǎo)通。
20.如權(quán)利要求19所述的自動激光功率控制電路，其特征在于，該驅(qū)動電路耦接至一第二電源時，該第一電源值小于該第二電源值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種激光二極管自動激光功率控制電路及其開關(guān)控制電路，其中此自動激光功率控制電路包括反饋電路以及開關(guān)控制電路。而此開關(guān)控制電路包括第一電子開關(guān)、第二電子開關(guān)、第三電子開關(guān)、第四電子開關(guān)、以及電阻。當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘栔履軙r，使第一電子開關(guān)與第三電子開關(guān)導(dǎo)通，第二電子開關(guān)與第四電子開關(guān)關(guān)閉，反饋放大電路的信號連接至該驅(qū)動電路，進而驅(qū)動激光二極管。當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘柦軙r，使第二電子開關(guān)與第四電子開關(guān)導(dǎo)通，第一電子開關(guān)與該第三電子開關(guān)關(guān)閉，利用電阻在驅(qū)動電路上所形成的電源，禁能驅(qū)動電路，激光二極管完全關(guān)閉。
文檔編號G11B7/125GK1404193SQ0214264
公開日2003年3月19日 申請日期2002年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月18日
發(fā)明者林志峰, 楊政國 申請人:威盛電子股份有限公司