適用于激光驅(qū)動(dòng)器供電的數(shù)字電阻器

本應(yīng)用筆記介紹了一種使用數(shù)字電阻器為激光驅(qū)動(dòng)器供電的新架構(gòu)。它討論了數(shù)字電阻器的特性及其連接到標(biāo)準(zhǔn)激光驅(qū)動(dòng)器電路時(shí)的影響。此外，還顯示了必要的解決方案和計(jì)算。

在標(biāo)準(zhǔn)激光驅(qū)動(dòng)器電路中添加一個(gè)運(yùn)算放大器和一個(gè)數(shù)字電位器會(huì)產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)器，該驅(qū)動(dòng)器可以根據(jù)溫度改變激光器的功率設(shè)定點(diǎn)，從而產(chǎn)生一個(gè)光電二極管電流，該電流是電位器值的線性函數(shù)。

該設(shè)計(jì)

在標(biāo)準(zhǔn)激光驅(qū)動(dòng)器電路中添加一個(gè)運(yùn)算放大器和一個(gè)數(shù)字電位器會(huì)產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)器，該驅(qū)動(dòng)器可以根據(jù)溫度改變激光器的功率設(shè)定點(diǎn)，從而產(chǎn)生一個(gè)光電二極管電流，該電流是電位器值的線性函數(shù)。

MAX3740 參考引腳 (REF) 和功率監(jiān)控光電二極管 (MD) 之間的電阻設(shè)置光電二極管電流。然后功率控制回路將激光二極管驅(qū)動(dòng)到提供該電流的強(qiáng)度。這種方法的問題是控制電壓太低：MD 處的標(biāo)稱電壓為 1.6V，REF 處的標(biāo)稱電壓為 1.8V，電阻兩端僅剩下 0.2V 用于設(shè)置光電二極管電流。

DS1859 中的數(shù)字電阻器的最小電阻可高達(dá) 1kΩ，而最大電流僅為 200μA。由此產(chǎn)生的電流與電阻函數(shù)是非常非線性的，在高電流下分辨率很差。您可以在 REF 和 MD 之間添加一個(gè)固定電阻來提高最大電流，但調(diào)整范圍仍然只有 200μA。（固定電阻也沒有在非線性和分辨率方面提供任何改進(jìn)。）光電二極管電流與 DS1859 電阻的關(guān)系圖（圖 1 中的左下跡線）顯示了串聯(lián)電阻值為 806Ω 的電路的響應(yīng)，該電路會(huì)向上偏置響應(yīng)為 248μA。

帶有外部光電二極管的 MAX3740 激光驅(qū)動(dòng)器為激光器產(chǎn)生非線性控制電壓（左下跡線）。添加數(shù)字電阻器和運(yùn)算放大器（圖 2）會(huì)產(chǎn)生所示的線性控制電壓。解決這些問題的方法（圖2）是讓REF和MD之間的電阻（R1）設(shè)置最大光電二極管電流，然后減去一個(gè)與DS1859電阻成正比的電流。減去的電流來自運(yùn)算放大器輸出，它通過 R2 從光電二極管中竊取電流。選擇所示的運(yùn)算放大器是因?yàn)樗男〕叽纾⊿C70 封裝）和低成本。它由與數(shù)字電阻器 (DS1859) 和激光驅(qū)動(dòng)器 (MAX3740) 相同的 +3.3V 電源供電。

運(yùn)算放大器產(chǎn)生一個(gè)與 MD (REF – MD) 值和 DS1859 值成正比的電壓 (VO)。反過來，電壓產(chǎn)生通過 R2 的電流，該電流與 VO 和 MD 的電壓差成正比。MD 處的影響相互抵消，因此通過 R2 的電流僅取決于 (REF – MD)、穩(wěn)定的 0.2V 和 DS1859 值。通過光電二極管的電流等于通過 R1 的電流 (803μA) 減去通過 R2 的電流。因此，光電二極管電流是電位計(jì)值的線性函數(shù)，如圖 1 所示。通過適當(dāng)?shù)碾娮柚担撾娐房膳c任何值的電位計(jì)配合使用，并提供任何范圍內(nèi)的電流。它唯一的限制是運(yùn)算放大器的電流驅(qū)動(dòng)能力。

運(yùn)算放大器輸出電壓的設(shè)計(jì)計(jì)算公式：

其中：

R1 = 249Ω

R2 = 1240Ω

R3 = 10000Ω

IPD = 787μA，DS1859 電阻 = 1kΩ

IPD = -3.3μA，DS1859 電阻 = 50kΩ

結(jié)論

DS1859 數(shù)字電阻器是為 DS1859 激光驅(qū)動(dòng)器供電的有效工具，其目的是根據(jù)溫度改變激光器的功率設(shè)定點(diǎn)，并產(chǎn)生一個(gè)光電二極管電流，該電流是電位計(jì)值的線性函數(shù)。按照本文檔中的說明，加上必要的計(jì)算支持，工程師可以在他們自己的應(yīng)用中成功采用這種設(shè)計(jì)。

編輯：hfy