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　　設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)

　　在設(shè)計(jì)低功耗激光二極管驅(qū)動(dòng)電路時(shí)，設(shè)計(jì)者可以選擇使用經(jīng)典的分立元件解決方案或者使用的全集成電路解決方案。通常設(shè)計(jì)者在選擇方案時(shí)只考慮到元器件的成本因素，沒有考慮到整個(gè)系統(tǒng)成本設(shè)計(jì)。生產(chǎn)，測試以及售后支持要在在整個(gè)產(chǎn)品壽命期間，主要的關(guān)鍵因素考慮如下：

　　在整個(gè)供電電壓范圍和工作溫度范圍內(nèi)輸出功率的穩(wěn)定性；

　　可靠性；

　　空間要求和激光二極管保護(hù)；

　　裝配，測試，以及調(diào)校成本；

　　電路設(shè)計(jì)和測試時(shí)間；

　　元件采購和運(yùn)輸成本；

　　潛在的售后擔(dān)保成本；

　　通常被忽略的大多情況是激光模塊中代價(jià)的部分，即激光二極管本身。因此，保護(hù)好激光二極管是一個(gè)有利的投資，盡管這個(gè)電路需要較高的元件成本。

　　分立元件驅(qū)動(dòng)電路

　　如圖1 所示，是一個(gè)典型的分立元件APC（自動(dòng)功率控制）驅(qū)動(dòng)解決方案，用于供電電壓范圍從6 到12V 的連續(xù)波動(dòng)模式。在這種情況下通用運(yùn)算放大器加1 只齊納二極管，1 只三極管和17 只無源元件用來控制輸出功率。電路大概需要6cm2 板子空間，沒有激光二極管反極性保護(hù)和故障保護(hù)。這個(gè)分立元件解決方案電路啟動(dòng)時(shí)間大概是20 毫秒。

　　圖1:典型的分立元件激光二極管驅(qū)動(dòng)電路

　　集成電路驅(qū)動(dòng)器

　　圖2 所示的激光管驅(qū)動(dòng)解決方案是使用集成電路iC-WKN,一個(gè)專用的APC 激光二極管驅(qū)動(dòng)器IC 用于連續(xù)波工作，工作電壓從2.4V 到15V,高達(dá)300 毫安驅(qū)動(dòng)電流。此方案僅需4 個(gè)附加無源元件來構(gòu)建一個(gè)完整的驅(qū)動(dòng)器。整個(gè)電路板占用空間大約1.25cm2,占用空間比分立元件方案縮小了4 倍。此電路IC 內(nèi)建接反極性保護(hù)，過流和超溫?cái)嚯?。上電軟啟?dòng)（典型值70us）。此電路也保護(hù)激光二極管免瞬態(tài)沖擊和在寬電壓范圍供電時(shí)保持輸出功率穩(wěn)定。

　　圖2:集成電路激光二極管管驅(qū)動(dòng)器

　　結(jié)論

　　圖3 所示的圖表是在6 至12V 供電時(shí)分別測量的兩個(gè)方案的激光二極管輸出功率穩(wěn)定性。分立元件解決方案輸出功率在供電電壓范圍內(nèi)偏差大概10%,集成電路iC-WKN 解決方案輸出功率在相同供電電壓范圍內(nèi)偏差小于1.5%.

　　圖3:分立元件和集成電路解決方案功率輸出變化范圍

　　在可靠性方面必須考慮分立元件解決方案有46 個(gè)焊接點(diǎn)，集成電路IC-WKN 解決方案僅有17 個(gè)焊接點(diǎn)。分立元件解決方案多于兩倍數(shù)量的焊接點(diǎn)和超過4 倍數(shù)量的元件是直接影響MTBF（平均故障間隔時(shí)間）的因素（MIL-HDBK-217 標(biāo)準(zhǔn)）。當(dāng)比較分立元件解決方案和集成電路解決方案的總成本時(shí)不得不考慮以下6 個(gè)方面的重要部分：

　　部件；

　　裝配；

　　調(diào)節(jié)和測試；

　　部件采購成本；

　　庫存成本；

　　潛在的售后擔(dān)保成本；

　　僅考慮部件成本需求，集成電路解決方案成本大約貴兩倍多于分立元件解決方案。但是較大數(shù)量元件的分立元件解決方案增加了裝配成本，同樣增加了兩個(gè)電位器的手工調(diào)節(jié)輸出功率成本。在這種情況下分立元件解決方案的裝配，調(diào)節(jié)和測試成本大約貴兩倍多于集成電路解決方案。因此兩個(gè)解決方案的成本彼此相當(dāng)。集成電路解決方案整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，穩(wěn)定性和保護(hù)激光二極管明顯更好。必須考慮到分立元件解決方案由于元件部件數(shù)量多，焊點(diǎn)多，替換或維修的成本。

　　表格1概述了兩個(gè)解決方案的比較結(jié)果。

表格1:分立元件和集成電路解決方案比較