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　　設(shè)計挑戰(zhàn)

　　在設(shè)計低功耗激光二極管驅(qū)動電路時，設(shè)計者可以選擇使用經(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)計者在選擇方案時只考慮到元器件的成本因素，沒有考慮到整個系統(tǒng)成本設(shè)計。生產(chǎn)，測試以及售后支持要在在整個產(chǎn)品壽命期間，主要的關(guān)鍵因素考慮如下：

　　在整個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；

　　裝配，測試，以及調(diào)校成本；

　　電路設(shè)計和測試時間；

　　元件采購和運輸成本；

　　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的部分，即激光二極管本身。因此，保護好激光二極管是一個有利的投資，盡管這個電路需要較高的元件成本。

　　分立元件驅(qū)動電路

　　如圖1 所示，是一個典型的分立元件APC（自動功率控制）驅(qū)動解決方案，用于供電電壓范圍從6 到12V 的連續(xù)波動模式。在這種情況下通用運算放大器加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和故障保護。這個分立元件解決方案電路啟動時間大概是20 毫秒。

　　圖1:典型的分立元件激光二極管驅(qū)動電路

　　集成電路驅(qū)動器

　　圖2 所示的激光管驅(qū)動解決方案是使用集成電路iC-WKN,一個專用的APC 激光二極管驅(qū)動器IC 用于連續(xù)波工作，工作電壓從2.4V 到15V,高達300 毫安驅(qū)動電流。此方案僅需4 個附加無源元件來構(gòu)建一個完整的驅(qū)動器。整個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，過流和超溫斷電。上電軟啟動（典型值70us）。此電路也保護激光二極管免瞬態(tài)沖擊和在寬電壓范圍供電時保持輸出功率穩(wěn)定。

　　圖2:集成電路激光二極管管驅(qū)動器

　　結(jié)論

　　圖3 所示的圖表是在6 至12V 供電時分別測量的兩個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 個焊接點，集成電路IC-WKN 解決方案僅有17 個焊接點。分立元件解決方案多于兩倍數(shù)量的焊接點和超過4 倍數(shù)量的元件是直接影響MTBF（平均故障間隔時間）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不得不考慮以下6 個方面的重要部分：

　　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。因此兩個解決方案的成本彼此相當(dāng)。集成電路解決方案整個系統(tǒng)的可靠性，穩(wěn)定性和保護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，焊點多，替換或維修的成本。

　　表格1概述了兩個解決方案的比較結(jié)果。

表格1:分立元件和集成電路解決方案比較