适用于激光驱动器供电的数字电阻器

本应用笔记介绍了一种使用数字电阻器为激光驱动器供电的新架构。它讨论了数字电阻器的特性及其连接到标准激光驱动器电路时的影响。此外，还显示了必要的解决方案和计算。

在标准激光驱动器电路中添加一个运算放大器和一个数字电位器会产生一个驱动器，该驱动器可以根据温度改变激光器的功率设定点，从而产生一个光电二极管电流，该电流是电位器值的线性函数。

该设计

在标准激光驱动器电路中添加一个运算放大器和一个数字电位器会产生一个驱动器，该驱动器可以根据温度改变激光器的功率设定点，从而产生一个光电二极管电流，该电流是电位器值的线性函数。

MAX3740 参考引脚 (REF) 和功率监控光电二极管 (MD) 之间的电阻设置光电二极管电流。然后功率控制回路将激光二极管驱动到提供该电流的强度。这种方法的问题是控制电压太低：MD 处的标称电压为 1.6V，REF 处的标称电压为 1.8V，电阻两端仅剩下 0.2V 用于设置光电二极管电流。

DS1859 中的数字电阻器的最小电阻可高达 1kΩ，而最大电流仅为 200µA。由此产生的电流与电阻函数是非常非线性的，在高电流下分辨率很差。您可以在 REF 和 MD 之间添加一个固定电阻来提高最大电流，但调整范围仍然只有 200μA。（固定电阻也没有在非线性和分辨率方面提供任何改进。）光电二极管电流与 DS1859 电阻的关系图（图 1 中的左下迹线）显示了串联电阻值为 806Ω 的电路的响应，该电路会向上偏置响应为 248µA。

带有外部光电二极管的 MAX3740 激光驱动器为激光器产生非线性控制电压（左下迹线）。添加数字电阻器和运算放大器（图 2）会产生所示的线性控制电压。解决这些问题的方法（图2）是让REF和MD之间的电阻（R1）设置最大光电二极管电流，然后减去一个与DS1859电阻成正比的电流。减去的电流来自运算放大器输出，它通过 R2 从光电二极管中窃取电流。选择所示的运算放大器是因为它的小尺寸（SC70 封装）和低成本。它由与数字电阻器 (DS1859) 和激光驱动器 (MAX3740) 相同的 +3.3V 电源供电。

运算放大器产生一个与 MD (REF – MD) 值和 DS1859 值成正比的电压 (VO)。反过来，电压产生通过 R2 的电流，该电流与 VO 和 MD 的电压差成正比。MD 处的影响相互抵消，因此通过 R2 的电流仅取决于 (REF – MD)、稳定的 0.2V 和 DS1859 值。通过光电二极管的电流等于通过 R1 的电流 (803µA) 减去通过 R2 的电流。因此，光电二极管电流是电位计值的线性函数，如图 1 所示。通过适当的电阻值，该电路可与任何值的电位计配合使用，并提供任何范围内的电流。它唯一的限制是运算放大器的电流驱动能力。

运算放大器输出电压的设计计算公式：

其中：

　　R1 = 249Ω

　　R2 = 1240Ω

　　R3 = 10000Ω

　　IPD = 787µA，DS1859 电阻 = 1kΩ

　　IPD = -3.3µA，DS1859 电阻 = 50kΩ

结论

DS1859 数字电阻器是为 DS1859 激光驱动器供电的有效工具，其目的是根据温度改变激光器的功率设定点，并产生一个光电二极管电流，该电流是电位计值的线性函数。按照本文档中的说明，加上必要的计算支持，工程师可以在他们自己的应用中成功采用这种设计。

编辑：hfy