通過激光電源電壓閉環(huán)控制的平均功率控制環(huán)路及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種通過激光電源電壓閉環(huán)控制的平均功率控制環(huán)路及方法。根據(jù)所述方法中的一個(gè)，將開關(guān)變換器耦合以向激光二極管的第一端子提供功率，將可編程電流源耦合以控制通過激光二極管的平均電流，將平均功率控制電路耦合至監(jiān)控二極管，以監(jiān)控激光二極管的平均功率輸出，并且控制可編程電流源來維持激光二極管的期望的平均功率輸出，并且響應(yīng)于可編程電流源的動(dòng)態(tài)余量來調(diào)整所述開關(guān)變換器的輸出以將開關(guān)變換器的輸出限制為仍將保證電流源的充分操作的電壓。公開了各種實(shí)施例。
【專利說明】通過激光電源電壓閉環(huán)控制的平均功率控制環(huán)路及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于數(shù)據(jù)通信的激光驅(qū)動(dòng)器的領(lǐng)域，并且更具體地涉及用于光纖網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)通信的激光驅(qū)動(dòng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]在光纖網(wǎng)絡(luò)中的通信是使用光纖收發(fā)器模塊完成的，數(shù)據(jù)中心中通常存在大量的光纖收發(fā)器模塊。這樣的收發(fā)器模塊包括傳輸激光二極管和激光二極管驅(qū)動(dòng)電路等等。光纖收發(fā)器模塊消耗相當(dāng)大的功率，大部分功率消耗在激光二極管和驅(qū)動(dòng)器電路中。這具有兩個(gè)主要的效果。首先，它限制了每個(gè)開關(guān)卡可以使用的端口或通道的數(shù)量，因此給定數(shù)量的端口需要更大的空間。其次，操作光纖收發(fā)器模塊的成本很高，所述光纖收發(fā)器模塊通常每天工作24小時(shí)。在那方面，電費(fèi)對于數(shù)據(jù)中心的設(shè)備所有權(quán)成本而言是單一最大的貢獻(xiàn)者，因此激光驅(qū)動(dòng)器的功率消耗的降低是數(shù)據(jù)中心的意外之財(cái)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0003]圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示圖。
[0004]圖2是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的示圖。
[0005]圖3是本發(fā)明的第三實(shí)施例的示圖。
[0006]圖4是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的示圖。
【具體實(shí)施方式】
[0007]首先參考圖1，可以看到本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。監(jiān)控二極管Dmd設(shè)置為接收傳輸激光二極管Dld的發(fā)射的部分(fraction)以向平均功率控制電路(APC)提供對激光二極管的輸出的測量值。平均功率控制電路APC也向放大器Al的一個(gè)輸入端提供Bias_Cntl (偏置控制)信號，所述放大器Al控制晶體管Ql的柵極以及副本晶體管(replica transistor)QR的柵極，所述副本晶體管是晶體管Ql的尺寸的相對小的部分(Ι/Kb)。激光二極管Dld由電壓(Vapc-Vbias)偏置,其中Vbias被提供為差分放大器A2的一個(gè)輸入。放大器A2的另一個(gè)輸入由副本晶體管QR的漏極電壓提供。晶體管Q2的柵極由差分放大器A2控制，其漏極形成差分放大器Al的第二輸入。在操作中，差分放大器Al驅(qū)動(dòng)晶體管Q2的柵極，使得放大器A2的差分輸入是零。因此，副本晶體管QR上的漏極電壓等于晶體管Ql上的漏極電壓，即電壓Vbias。作為放大器Al的輸出的晶體管Ql的柵極電壓以及副本晶體管QR的柵極電壓也耦合為APC的輸入。該環(huán)路具有高的頻率響應(yīng)，所述頻率響應(yīng)使Ql看起來像響應(yīng)于Bias_Cntl信號的可編程電流源。在APC通過Bias_Cntl信號控制IBias的同時(shí)，它也監(jiān)控晶體管Ql的柵極電壓以確保該柵極電壓保持在期望的操作電壓或在期望的操作范圍內(nèi)。晶體管Ql上的柵極電壓太高意味著它在竭盡全力向激光二極管Dld提供期望的偏置電流，因?yàn)榭删幊痰碾娏髟床痪哂凶阋赃M(jìn)行令人滿意的操作的動(dòng)態(tài)余量(headroom)，并且相應(yīng)地，APC向上調(diào)整Vbias_tgt，從而增加DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出，以向上調(diào)整Vapc，使得在平均功率控制環(huán)路仍將激光二極管Dld的偏置維持在(Vapc-Vbias)的同時(shí)，更高的Vapc增加了可編程電流源的動(dòng)態(tài)余量以在仍維持激光二極管的偏置的同時(shí)將晶體管Ql上的柵極電壓向下拉。晶體管Ql的柵極上的電壓太低意味著供應(yīng)激光二極管(以及平均功率控制環(huán)路的其它部分)的電壓Vapc高于所需的電壓，并且在沒必要地浪費(fèi)了功率。相應(yīng)地，APC向下調(diào)整Vbias_tgt，從而降低DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出以向下調(diào)整Vapc，使得在平均功率控制環(huán)路再次仍將激光二極管Dld的偏置維持在(Vapc-Vbias)的同時(shí)，更低的Vapc降低了可編程電流源的動(dòng)態(tài)余量以將柵極電壓向上拉。新的效果是自動(dòng)地調(diào)整(限制)了電壓Vapc，以在仍維持充足但不會(huì)過多的各種操作條件下的可編程電流源的動(dòng)態(tài)余量的同時(shí)最小化由激光電路消耗的功率。
[0008]將注意到的是，形成放大器Al的一個(gè)輸入的平均功率控制器APC的輸出Bias_Cntl可以是模擬或數(shù)字信號，例如舉例而言是10位數(shù)字信號。放大器Al當(dāng)然是模擬放大器，并且相應(yīng)地，如果信號Bias_Cntl是模擬信號，則可以直接地將它施加至放大器Al。如果它是數(shù)字信號，則放大器Al的前面應(yīng)當(dāng)需要數(shù)模轉(zhuǎn)換器。在那方面，對放大器A3適用同樣的結(jié)論，隨后將描述放大器A3的功能。
[0009]電壓Vbias也耦合至目標(biāo)控制器，作為反饋電壓Vbias_fb。所述目標(biāo)控制器響應(yīng)于在目標(biāo)偏置電壓Vbias_tgt與反饋偏置電壓Vbias_fb之間的誤差以控制耦合在VCC與在圖1上示為Sec3、Sec2和Secl的部分之間的DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓Vout (Vapc)，從而保證最小但是仍充分的用于激光二極管Dld的偏置。在示出的實(shí)施例中，Secl由激光二極管Dld及其直接關(guān)聯(lián)的電路構(gòu)成，所述直接關(guān)聯(lián)的電路即通過電感LI至DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出Vout的低電阻連接，到達(dá)和來自激光二極管Dld的25歐姆的傳輸線TLl和TL2以及至由晶體管Ql及其關(guān)聯(lián)的電路確定的偏置電壓Vbias的第二低電阻電感器L2。Sec2包括驅(qū)動(dòng)器電路，所述驅(qū)動(dòng)器電路即晶體管Q5和Q6，電阻器Rl和R2，副本晶體管QmO和Qml，電感器L3和耦合電容器Cl以及可選的耦合電容器C2和電感器L4 ；并且Sec3是預(yù)驅(qū)動(dòng)器，包括晶體管Q3和Q4以及電流源Ief+和Ief-。優(yōu)選地，Seel、Sec2和Sec3的晶體管都是npn晶體管，雖然這不是對本發(fā)明的限制。在一些實(shí)施例中，晶體管Qmq和Qml具有通過它們的自身的副本電阻器耦合至電路地的它們的共同的發(fā)射極連接，所述副本電阻器即以QmO和Qml小于Q5和q6的相同的因子大于電阻器Rmod的電阻器。
[0010]放大器A3是由電源電壓Ncc供電的低功率數(shù)據(jù)放大器，其接收差分?jǐn)?shù)據(jù)輸入信號Data+和Data-以及調(diào)制控制信號Mod_Cntl。該調(diào)制控制信號控制放大器A3至晶體管Q3和Q4的基極的電壓差分輸出，該輸出的狀態(tài)(極性)由數(shù)據(jù)輸入信號的狀態(tài)確定。放大器A3也監(jiān)控通過副本晶體管QmO和Qml的電流，并且根據(jù)調(diào)制控制信號Mod_Cntl和反饋信號IMOD/km調(diào)整放大器A3至晶體管Q3和Q4的基極的輸出，使得對激光二極管Dld的實(shí)際的調(diào)制根據(jù)由調(diào)制控制信號MocLCntl指定的調(diào)制。注意到，除了切換DC/DC轉(zhuǎn)換器之外，放大器A3 (低功率放大器)是由電源VCC供電的唯一的電路部件。電路的所有剩余部分(包括Secl、2和3)都是由DC/DC開關(guān)變換器的輸出供電的。如本文中以及在隨后的權(quán)利要求中使用的副本晶體管是復(fù)制其連接到的另一個(gè)晶體管的電流的小部分的晶體管。
[0011]放大器A3的輸出控制晶體管Q3和Q4的基極，所述基極分別由電流源Ief+和Ief-偏置。晶體管Q3和Q4的發(fā)射極轉(zhuǎn)而控制晶體管Q5和Q6的發(fā)射極，所述晶體管Q5和Q6的發(fā)射極具有通過電阻器Rmod至地gnd的共同的發(fā)射極連接，晶體管Q5和Q6的集電極通過相等的電阻器Rl和R2耦合至DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出端。晶體管Q5的集電極也通過耦合電容器Cl連接至短傳輸線TL2，進(jìn)而連接至激光二極管Dld的陰極，晶體管Q6的集電極通過可選的電容器C2和短傳輸線TLl耦合至激光二極管Dld的陽極，并且通過電感器LI耦合至Vapc。在晶體管Q5的集電極與Vapc之間也耦合有第三電感器L3。在使用可選的電容器C2的情況下，也將使用可選的電感器L4。
[0012]可以看出，Vbias由DC/DC開關(guān)變換器設(shè)定，其中目標(biāo)控制器調(diào)整DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出，從而可以最大效率地實(shí)現(xiàn)通過激光二極管Dld的期望的平均功率。尤其是，對于給定值的Vapc，Ql通過Bias_Cntl信號設(shè)定激光二極管Dld偏置(Vapc-Vbias)，雖然APC監(jiān)控來自晶體管Ql的柵極的反饋，并且當(dāng)該電壓向上偏移時(shí)，重新向上調(diào)整Vbias_tgt，這使得目標(biāo)控制器向上調(diào)整DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出Vapc。這向上增加了晶體管Ql的漏極電壓，直至Vbias_fb等于Vbias_tgt，這將使得晶體管Ql的柵極電壓降低至期望的電平。當(dāng)晶體管Ql的柵極電壓向下偏移從而將該柵極電壓拉回期望的電平時(shí)情況當(dāng)然相反。因此，將DC/DC轉(zhuǎn)換器調(diào)整為允許實(shí)現(xiàn)通過激光二極管Dld的期望的平均功率，并且同時(shí)，DC/DC轉(zhuǎn)換器限制了激光驅(qū)動(dòng)器晶體管Q5和Q6 (Sec2)以及前置放大器Q3和Q4 (Sec3)的電壓。對于給定的操作條件，與在適合所有操作條件的固定的電壓下操作所有的或基本上所有的電路相反，這允許電路在最小電壓Vapc (因此最小功率)下進(jìn)行操作，由此大幅地降低了電路中的功率消耗。
[0013]現(xiàn)在參考圖2，可以看到本發(fā)明的替代的實(shí)施例。在功能上，該實(shí)施例與圖1的實(shí)施例是實(shí)質(zhì)上相同的，雖然，此外，該實(shí)施例合并了額外的驅(qū)動(dòng)器和發(fā)射機(jī)光學(xué)組件T0SA，額外的平均功率控制器(APC)以及額外的目標(biāo)控制器。所述額外的平均功率控制器APC和目標(biāo)控制器用于每個(gè)額外的驅(qū)動(dòng)器和發(fā)射機(jī)光學(xué)組件T0SA。這提供了多個(gè)通道，所有的所述多個(gè)通道都可以對相同的DC/DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行操作。在那方面，與提供多個(gè)更小的DC/DC轉(zhuǎn)換器相比，提供更大的DC/DC轉(zhuǎn)換器較便宜且需要更少的板空間。這樣做的唯一的缺點(diǎn)是如下事實(shí):DC/DC轉(zhuǎn)換器必須提供充足的輸出電壓Vout以操作需要最高的電壓來維持通過激光二極管的期望的平均功率的發(fā)射機(jī)光學(xué)組件和驅(qū)動(dòng)器。這實(shí)際上是要付出的小的代價(jià)，因?yàn)橄嗤娐返母北镜牟煌妷盒枨髮H相差相對小的增量，當(dāng)然比在所有的操作條件下基于諸如VCC之類的固定電源操作電路所需要的普通的增量小得多。所描述的電路自動(dòng)地尋求最低的電壓，其將操作要求最高的驅(qū)動(dòng)器以及由相同的DC/DC轉(zhuǎn)換器驅(qū)動(dòng)的發(fā)射機(jī)光學(xué)組件。因此，本發(fā)明提供了大幅的功率降低，大幅地降低了數(shù)據(jù)中心的電力成本，并且也因?yàn)槊總€(gè)光學(xué)收發(fā)器的熱產(chǎn)生量降低而允許更密集地封裝光學(xué)收發(fā)器。
[0014]圖3類似于圖2，但進(jìn)一步包括開關(guān)塊SW1，所述開關(guān)塊SWl提供了防范在特定操作條件下DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓太低的情況下的異常工作的保護(hù)以維持整個(gè)電路的合適的操作。具體地，所公開的實(shí)施例的各個(gè)部分的具體電路所需的電壓Vapc如下:
[0015]對于Secl:VldiIBias+Vbias_tgt
[0016]其中:
[0017]VldiIBias是在電流IBias通過激光二極管的情況下，在激光二極管上的電壓降Vld
[0018]Vbias_tgt是最小的Vds(使得晶體管Ql可以傳送所需要的IBias的晶體管Ql的漏極發(fā)射極電壓)[0019]對于Sec2:Q5/Q6 動(dòng)態(tài)余量(典型地為 0.6V-0.7V) +IMod* (Rl) /2
[0020]對于Sec3:2*Vbe+IMod*Rmod-Vbc (典型地 0.3V)
[0021]其中:
[0022]2*Vbe=VbeQ3+VbeQ5 (或 VbeQ4+VbeQ6)
[0023]Vbc=晶體管Q3 (或Q4)的基極-集電極電壓
[0024]對于特別低的溫度，晶體管Q3-Q6中的每一個(gè)的Vbe將上升至Sec3將需要比Secl和Sec2更高的電源電壓以進(jìn)行操作的點(diǎn)。因?yàn)閂apc在閉環(huán)中通過監(jiān)控Secl來控制，所以在冷的條件下，Vapc可能太低以至于不能維持Sec3的合適的操作。為了防止這個(gè)，開關(guān)SWl將由選擇信號Sel來切換，使得Sec3由VCC而非切換DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出Vout (Vapc)供電。因?yàn)镾ec3在低溫時(shí)是相對低功率的部分，并且在這樣的低溫下，其它部分自身使用較少的功率，所以這不會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。此外，低溫意味著沒有什么接近于過熱。
[0025]圖4是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的電路圖，并且可以用來代替圖1的電路或者用在代替圖1的實(shí)施例的圖2和圖3的實(shí)施例中。具體地，在圖1中，包括晶體管Ql和關(guān)聯(lián)的電路的可編程電流源與激光二極管Dld串聯(lián)，但是在激光二極管Dld的陰極與地之間。在圖4中，包括晶體管Ql和關(guān)聯(lián)的電路的可編程電流源也與激光二極管Dld串聯(lián)，但是在電壓Vapc與激光二極管Dld的陽極之間。在功能上，兩個(gè)電路是相同的，雖然圖4的電路具有更好地抑制由DC/DC開關(guān)變換器導(dǎo)致的紋波的優(yōu)點(diǎn)，所述紋波具有比可編程電流源的Ql的響應(yīng)低得多的頻率。所公開的實(shí)施例的各個(gè)部分的具體電路所需的電壓Vapc如下:
[0026]Vapc旨在滿足:
[0027]Secl:VldiIBias+ (Vapc_Vbias_tgt)(使得 Ql 上的最小值 |Vds| 可以傳送所需要的IBias)
[0028]對于Sec2:Q5/Q6 動(dòng)態(tài)余量(典型地為 0.6V-0.7V) +IMod* (Rl) /2
[0029]對于Sec3:2*Vbe+IMod*Rmod-Vbc (典型地為 0.3V)
[0030]其中:
[0031]2*Vbe=VbeQ3+VbeQ5 (或 VbeQ4+VbeQ6)
[0032]Vbc=晶體管Q3 (或Q4)的基極-集電極電壓
[0033]在圖4中，示出了可選的電容器C2和電感器L4。作為進(jìn)一步的替代實(shí)施例，可以去除可選的電容器C2和電感器L4，并且L3的上部導(dǎo)線連接至Vbias而非Vapc。
[0034]作為一個(gè)替代，可以監(jiān)控整個(gè)電路，包括它的操作溫度，并且可以計(jì)算在隨后存在的操作條件下將維持所有的Secl、2和3的合適的操作的最小值Vapc，并且不允許Vapc的值下降至該最小值以下，即使可以針對更低的Vapc明顯地滿足平均激光二極管Dld功率。
[0035]本發(fā)明的有效效果是大幅地降低了光纖收發(fā)器模塊的功率消耗，從而除了別的之外還提供了由于對于光纖收發(fā)器模塊的用戶而言的功率節(jié)省而帶來的成本的大幅降低，并且提供了增加每個(gè)開關(guān)卡上的收發(fā)器模塊的數(shù)量的能力，降低了系統(tǒng)成本。雖然本文中出于例證性的目的而非限制性的目的已經(jīng)公開并描繪了本發(fā)明的特定的優(yōu)選實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以在其中進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。
【權(quán)利要求】
1.一種平均激光功率控制環(huán)路，其包括: 激光二極管驅(qū)動(dòng)電路，其耦合至用于與激光二極管的第一端子和第二端子耦合的激光二極管電路； 具有輸出電壓的開關(guān)變換器，當(dāng)激光二極管的所述第一端子和第二端子連接至所述激光二極管電路時(shí)，所述輸出電壓被耦合以向所述激光二極管電路供電； 所述激光二極管電路中的可編程電流源，該可編程電流源被耦合以控制從所述開關(guān)變換器流過激光二極管的電流； 平均功率控制器，其用于耦合以對監(jiān)控二極管的輸出進(jìn)行監(jiān)控并向目標(biāo)控制器提供目標(biāo)電壓； 所述目標(biāo)控制器也耦合至所述電流源的第一輸出端，所述目標(biāo)控制器控制所述開關(guān)變換器的所述輸出電壓以向激光電路提供使所述電流源的輸出等于所述目標(biāo)電壓的電壓； 所述平均功率控制器也耦合至所述可編程電流源的第二輸出端，所述平均功率控制器響應(yīng)于所述可編程電流源的動(dòng)態(tài)余量來調(diào)整所述目標(biāo)電壓以維持所述可編程電流源的充足的動(dòng)態(tài)余量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平均激光功率控制環(huán)路，其中，所述開關(guān)變換器的所述輸出端也被耦合以向所述激光二極管驅(qū)動(dòng)電路供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平均激光功率控制環(huán)路，其中，所述開關(guān)變換器的輸出端也被耦合以向激光預(yù)驅(qū)動(dòng)電路供電。
4.根據(jù)權(quán)利要求3 所述的平均激光功率控制環(huán)路，進(jìn)一步包括開關(guān)，在所述開關(guān)變換器的輸出變得太低以至于所述控制環(huán)路無法進(jìn)行操作之前，該開關(guān)被耦合以從電源向所述激光預(yù)驅(qū)動(dòng)電路供電。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的平均激光功率控制環(huán)路，其中，所述激光預(yù)驅(qū)動(dòng)電路的輸入端耦合至響應(yīng)于數(shù)據(jù)輸入的數(shù)據(jù)放大器的輸出端。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平均激光功率控制環(huán)路，其中，所述激光二極管驅(qū)動(dòng)電路包括第一 npn晶體管、第二 npn晶體管、第三npn晶體管和第四npn晶體管； 所述第一npn晶體管和所述第二npn晶體管的集電極均通過相應(yīng)的電阻器耦合至所述開關(guān)變換器的輸出端，所述第一晶體管的集電極也耦合至所述激光二極管的陽極，所述第二晶體管的集電極也通過電容器耦合至用于連接至激光二極管的陰極的連接部，所述第一晶體管和所述第二晶體管的發(fā)射極耦合在一起，并且通過電阻器耦合至電路地； 所述第三晶體管和所述第四晶體管分別是所述第一晶體管和所述第二晶體管的副本晶體管，所述第三晶體管的基極與所述第一晶體管的基極連接，所述第三晶體管的發(fā)射極與所述第一晶體管的發(fā)射極、所述第二晶體管的發(fā)射極和所述第四晶體管的發(fā)射極連接，并且所述第三晶體管的集電極與所述第四晶體管的集電極連接，并且作為至所述數(shù)據(jù)放大器的反饋信號，所述第四晶體管的基極連接至所述第二晶體管的基極。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的平均激光功率控制環(huán)路，進(jìn)一步包括數(shù)據(jù)放大器，其中，所述數(shù)據(jù)放大器具有差分?jǐn)?shù)據(jù)輸入端以及耦合至所述第一晶體管和所述第二晶體管的基極的差分?jǐn)?shù)據(jù)放大器輸出端，所述數(shù)據(jù)放大器也響應(yīng)于調(diào)制控制輸入和所述反饋信號，以控制所述差分?jǐn)?shù)據(jù)放大器的輸出的差分幅度，從而根據(jù)所述調(diào)制控制輸入來提供激光二極管調(diào)制。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的平均激光功率控制環(huán)路，進(jìn)一步包括激光預(yù)驅(qū)動(dòng)電路，其中，所述激光預(yù)驅(qū)動(dòng)電路包括第五晶體管和第六晶體管，以及第一電流源和第二電流源，所述第五晶體管和所述第六晶體管的發(fā)射極耦合至所述第一晶體管和所述第二晶體管的基極，并且通過所述第一電流源和所述第二電流源中的相應(yīng)的一個(gè)耦合至所述電路地，所述第五晶體管和所述第六晶體管的集電極耦合至所述開關(guān)變換器的輸出端，并且所述第五晶體管和所述第六晶體管的基極耦合至所述差分?jǐn)?shù)據(jù)放大器輸出端。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的平均激光功率控制環(huán)路，其中，所述第一晶體管至所述第六晶體管是npn晶體管。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平均激光功率控制環(huán)路，其中，所述目標(biāo)控制器響應(yīng)于偏置電壓和目標(biāo)偏置電壓而控制所述開關(guān)變換器，以將所述開關(guān)變換器的輸出限制在足以偏置所述激光二極管從而提供所述目標(biāo)平均激光功率的電壓處。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平均激光功率控制環(huán)路，其中，單個(gè)開關(guān)變換器由多個(gè)平均激光功率控制環(huán)路共享，并且其中，所述目標(biāo)控制器響應(yīng)于偏置電壓和目標(biāo)偏置電壓而控制所述開關(guān)變換器，以將所述開關(guān)變換器的輸出限制在足以偏置所有的激光二極管從而為每個(gè)激光二極管提供所述目標(biāo)平均激光功率的電壓處。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平均激光功率控制環(huán)路，其中，所述可編程電流源包括晶體管，并且其中，所述可編程電流源的第二輸出是所述晶體管的控制端子上的電壓。
13.—種控制激光二 極管的方法，其包括: 提供開關(guān)變換器，該開關(guān)變換器被耦合以向激光二極管提供功率； 提供可編程電流源，該可編程電流源被耦合以控制通過激光二極管的平均電流； 提供平均功率控制電路，該平均功率控制電路用于耦合至監(jiān)控二極管，以便監(jiān)控激光二極管的平均功率輸出，并且控制所述可編程電流源從而維持激光二極管的期望的平均功率輸出；以及 響應(yīng)于所述可編程電流源的動(dòng)態(tài)余量而調(diào)整所述開關(guān)變換器的輸出，以將所述開關(guān)變換器的輸出限制為仍將保證所述電流源的充分操作的電壓。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述開關(guān)變換器被耦合以便也向激光二極管驅(qū)動(dòng)電路提供功率。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述開關(guān)變換器的輸出端也被耦合以向激光二極管預(yù)驅(qū)動(dòng)電路供電。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括:在所述開關(guān)變換器的輸出變得太低之前將所述激光預(yù)驅(qū)動(dòng)電路從所述開關(guān)變換器的所述輸出端切換至電源。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括:通過響應(yīng)于數(shù)據(jù)輸入的數(shù)據(jù)放大器的輸出來控制所述激光預(yù)驅(qū)動(dòng)電路的輸入。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)放大器具有差分?jǐn)?shù)據(jù)輸入端以及耦合至所述激光預(yù)驅(qū)動(dòng)電路的輸入端的差分?jǐn)?shù)據(jù)放大器輸出端，所述數(shù)據(jù)放大器也響應(yīng)于調(diào)制控制輸入和來自所述激光驅(qū)動(dòng)電路的反饋信號來控制所述差分?jǐn)?shù)據(jù)放大器的輸出的差分幅度，從而根據(jù)調(diào)制控制輸入來提供激光二極管調(diào)制。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，單個(gè)開關(guān)變換器由多個(gè)平均激光功率控制環(huán)路共享，并且其中，將所述開關(guān)變換器控制為將所述開關(guān)變換器的輸出限制為足以偏置所有激光二極管從而為每個(gè)激 光二極管提供目標(biāo)平均激光功率的電壓。
【文檔編號】H01S5/042GK103457153SQ201310202836
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月29日
【發(fā)明者】J·C·阮 申請人:馬克西姆綜合產(chǎn)品公司