JPH05218542A - レーザーダイオード駆動回路 - Google Patents
レーザーダイオード駆動回路Info
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- JPH05218542A JPH05218542A JP1553692A JP1553692A JPH05218542A JP H05218542 A JPH05218542 A JP H05218542A JP 1553692 A JP1553692 A JP 1553692A JP 1553692 A JP1553692 A JP 1553692A JP H05218542 A JPH05218542 A JP H05218542A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、レーザーダイオードを高出力で作動
せしめる場合のレーザーダイオード駆動回路に関し、Ｃ
Ｗ動作で光出力を発生するレーザーダイオードを効率よ
く駆動し得るレーザーダイオード駆動回路を提供するこ
とを目的とする。 【構成】レーザーダイオード１１と直列に接続されたス
イッチング手段１２に対して、作動条件を変更してレー
ザーダイオード１１の最大電流を制限する手段１５を付
加したレーザーダイオード駆動回路を特徴とする。
せしめる場合のレーザーダイオード駆動回路に関し、Ｃ
Ｗ動作で光出力を発生するレーザーダイオードを効率よ
く駆動し得るレーザーダイオード駆動回路を提供するこ
とを目的とする。 【構成】レーザーダイオード１１と直列に接続されたス
イッチング手段１２に対して、作動条件を変更してレー
ザーダイオード１１の最大電流を制限する手段１５を付
加したレーザーダイオード駆動回路を特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザーダイオードを
高出力で作動せしめる場合のレーザーダイオード駆動回
路に関する。
高出力で作動せしめる場合のレーザーダイオード駆動回
路に関する。
【０００２】光通信やその他の用途においては、高出力
のレーザーダイオードが要求される。例えば、光ファイ
バ用増幅器の励起レーザーダイオードはかかる高出力を
達成するために、ＣＷ（Continuous Wave)動作の状態で
作動せしめられる。
のレーザーダイオードが要求される。例えば、光ファイ
バ用増幅器の励起レーザーダイオードはかかる高出力を
達成するために、ＣＷ（Continuous Wave)動作の状態で
作動せしめられる。
【０００３】レーザーダイオードが高出力駆動されるに
従って消費電力も大きくなり、比較的高い電源電圧が必
要となる。かかる事情は、可搬式や遠方制御式の光ファ
イバ増幅器にあっては不都合なことが多い。したがっ
て、低電圧で作動する高効率のレーザーダイオード駆動
回路が要求される。
従って消費電力も大きくなり、比較的高い電源電圧が必
要となる。かかる事情は、可搬式や遠方制御式の光ファ
イバ増幅器にあっては不都合なことが多い。したがっ
て、低電圧で作動する高効率のレーザーダイオード駆動
回路が要求される。
【０００４】
【従来の技術】図６は従来技術にかかるレーザーダイオ
ード駆動回路の典型例である。レーザーダイオード１と
トランジスタ２とを直列接続して、電源電圧＋Ｖccと０
Ｖとの間に接続する。このトランジスタ２は、光出力制
御回路３の出力により制御される電流制御回路４によっ
て制御される。なお、トランジスタ２は、ＦＥＴとする
こともできる。
ード駆動回路の典型例である。レーザーダイオード１と
トランジスタ２とを直列接続して、電源電圧＋Ｖccと０
Ｖとの間に接続する。このトランジスタ２は、光出力制
御回路３の出力により制御される電流制御回路４によっ
て制御される。なお、トランジスタ２は、ＦＥＴとする
こともできる。
【０００５】図６のような回路においては、トランジス
タ２の電流をアナログ的に制御してレーザーダイオード
の出力を制御している。この場合、レーザーダイオード
回路の電源電圧と電流とによって消費電力が決定される
が、トランジスタやＦＥＴのようなスイッチング手段に
おける消費電力が大きくなる。
タ２の電流をアナログ的に制御してレーザーダイオード
の出力を制御している。この場合、レーザーダイオード
回路の電源電圧と電流とによって消費電力が決定される
が、トランジスタやＦＥＴのようなスイッチング手段に
おける消費電力が大きくなる。
【０００６】したがって、このような駆動回路全体にお
ける消費電力が大きいにもかかわらず、レーザーダイオ
ード出力が低くなりレーザー発生効率が低い欠点があっ
た。さらに、トランジスタ等のスイッチング素子をアナ
ログ的に制御するため、これら素子の制御端子間の電圧
降下を補う必要があり、電源電圧を所定値以上に保持す
る必要もあった。
ける消費電力が大きいにもかかわらず、レーザーダイオ
ード出力が低くなりレーザー発生効率が低い欠点があっ
た。さらに、トランジスタ等のスイッチング素子をアナ
ログ的に制御するため、これら素子の制御端子間の電圧
降下を補う必要があり、電源電圧を所定値以上に保持す
る必要もあった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術に
かかる回路の欠点を解消して、低電圧で作動しかつ高効
率動作を達成し得るレーザーダイオード駆動回路を提供
することを課題とする。
かかる回路の欠点を解消して、低電圧で作動しかつ高効
率動作を達成し得るレーザーダイオード駆動回路を提供
することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】図１は、本発明にかかる
レーザーダイオード駆動回路の構成例を示すものであ
る。図において、参照符号１１はレーザーダイオードで
あり、供給電力を受けて所望波長のレーザーを発生す
る。参照符号１２はスイッチング手段であり、導通・非
導通（オン・オフ）動作の組み合わせによって通過電力
の制御を行う、すなわちスイッチング動作による制御を
行うものである。
レーザーダイオード駆動回路の構成例を示すものであ
る。図において、参照符号１１はレーザーダイオードで
あり、供給電力を受けて所望波長のレーザーを発生す
る。参照符号１２はスイッチング手段であり、導通・非
導通（オン・オフ）動作の組み合わせによって通過電力
の制御を行う、すなわちスイッチング動作による制御を
行うものである。
【０００９】参照符号１３は光出力制御回路であり、所
望光出力を得るために必要な駆動電流をレーザーダイオ
ードに供給するために必要な制御信号を発生する回路で
ある。参照符号１４はスイッチング制御回路であり、光
出力制御回路１３の発生する制御信号に応じてスイッチ
ング制御波形を発生させる回路である。
望光出力を得るために必要な駆動電流をレーザーダイオ
ードに供給するために必要な制御信号を発生する回路で
ある。参照符号１４はスイッチング制御回路であり、光
出力制御回路１３の発生する制御信号に応じてスイッチ
ング制御波形を発生させる回路である。
【００１０】参照符号１５はスイッチング制御量設定お
よび制御回路であり、スイッチング制御回路１４の制御
波形出力をスイッチング手段１２の制御端子に適合せし
めつつ印加作動電圧を調節する機能を有する。このよう
に形成された駆動回路は以下のような原理に従って作動
する。
よび制御回路であり、スイッチング制御回路１４の制御
波形出力をスイッチング手段１２の制御端子に適合せし
めつつ印加作動電圧を調節する機能を有する。このよう
に形成された駆動回路は以下のような原理に従って作動
する。
【００１１】
【作用】スイッチング手段１２は、スイッチング制御量
設定および制御回路１５から印加されるスイッチング制
御波形の応じてスイッチング動作する。ここでのスイッ
チング動作は、スイッチング手段１２の動作条件が最適
に設定されているので、レーザーダイオード１１にもス
イッチング制御波形と同じパルス幅をもった所要レベル
の駆動電流が流れ、対応する光出力を発生する。
設定および制御回路１５から印加されるスイッチング制
御波形の応じてスイッチング動作する。ここでのスイッ
チング動作は、スイッチング手段１２の動作条件が最適
に設定されているので、レーザーダイオード１１にもス
イッチング制御波形と同じパルス幅をもった所要レベル
の駆動電流が流れ、対応する光出力を発生する。
【００１２】この場合、レーザーダイオード１１には、
パルス幅に比例した平均電流が流れることになるため、
パルス幅を制御することによって所望の光出力を得るこ
とができる。
パルス幅に比例した平均電流が流れることになるため、
パルス幅を制御することによって所望の光出力を得るこ
とができる。
【００１３】図２は主要部の出力波形を示すものであ
る。光出力制御回路１３では所望光出力に比例するアナ
ログ信号である制御電圧を発生する。スイッチング制御
回路１４では光出力制御回路１３の制御電圧を受けてパ
ルス幅変調されたスイッチング制御波形を発生する。
る。光出力制御回路１３では所望光出力に比例するアナ
ログ信号である制御電圧を発生する。スイッチング制御
回路１４では光出力制御回路１３の制御電圧を受けてパ
ルス幅変調されたスイッチング制御波形を発生する。
【００１４】スイッチング手段１２の通過電流は、スイ
ッチング制御回路１４の出力によって制御された電流パ
ルスとなる。この場合、レーザーダイオード１１にも同
じ電流パルスが供給されるが、実際には、パルス幅に比
例した平均電流が流れる。この平均電流は、光出力制御
回路１３の制御出力に比例するので、レーザーダイオー
ド１１からは所望の光出力が得られることになる。
ッチング制御回路１４の出力によって制御された電流パ
ルスとなる。この場合、レーザーダイオード１１にも同
じ電流パルスが供給されるが、実際には、パルス幅に比
例した平均電流が流れる。この平均電流は、光出力制御
回路１３の制御出力に比例するので、レーザーダイオー
ド１１からは所望の光出力が得られることになる。
【００１５】かかる状態において、レーザーダイオード
駆動に必要な最大電流の際にスイッチング制御波形がデ
ューティ１００％となるように、スイッチング制御波形
の振幅の制御を行う。その結果、スイッチング素子にお
ける消費電力が低減し、電流制限効果が期待できる。
駆動に必要な最大電流の際にスイッチング制御波形がデ
ューティ１００％となるように、スイッチング制御波形
の振幅の制御を行う。その結果、スイッチング素子にお
ける消費電力が低減し、電流制限効果が期待できる。
【００１６】
【実施例】図３は、本発明にかかるレーザーダイオード
駆動回路の実施例を示すものである。レーザーダイオー
ド１１、光出力制御回路１３、スイッチング制御回路１
４は、図１と同様である。この実施例では、スイッチン
グ手段としてＰチャネル形ＣＭＯＳ電界効果トランジス
タ（ＦＥＴ）２２を使用し、スイッチング制御量設定お
よび制御回路として、ツェナーダイードＺＤとトランジ
スタＴＲとからなる回路２５を使用している。
駆動回路の実施例を示すものである。レーザーダイオー
ド１１、光出力制御回路１３、スイッチング制御回路１
４は、図１と同様である。この実施例では、スイッチン
グ手段としてＰチャネル形ＣＭＯＳ電界効果トランジス
タ（ＦＥＴ）２２を使用し、スイッチング制御量設定お
よび制御回路として、ツェナーダイードＺＤとトランジ
スタＴＲとからなる回路２５を使用している。
【００１７】この実施例におけるスイッチング制御量設
定および制御回路２５は、スイッチング制御回路１４の
出力をツェナーダイードＺＤによってレベルシフトさ
せ、さらにトランジスタＴＲを用いてＦＥＴ２２のゲー
ト・ソース間電圧Ｖgsを制御する。
定および制御回路２５は、スイッチング制御回路１４の
出力をツェナーダイードＺＤによってレベルシフトさ
せ、さらにトランジスタＴＲを用いてＦＥＴ２２のゲー
ト・ソース間電圧Ｖgsを制御する。
【００１８】この場合のゲート・ソース間電圧Ｖgsは、
レーザーダイオード１１に供給される最大電流を、所定
レベル以下となるように制御する。その結果、電源電圧
Ｖccによって決定されたレーザーダイオード１１への供
給電流が制限され、全体の消費電力が低減される。
レーザーダイオード１１に供給される最大電流を、所定
レベル以下となるように制御する。その結果、電源電圧
Ｖccによって決定されたレーザーダイオード１１への供
給電流が制限され、全体の消費電力が低減される。
【００１９】図４は、電界効果トランジスタＦＥＴのゲ
ート・ソース間電圧Ｖgsとドレイン電流Ｉd との関係を
示す特性曲線である。ここではドレイン・ソース間電圧
Ｖds＝−１０Ｖ一定である。この特性曲線ではゲート・
ソース間電圧Ｖgsが−５Ｖではドレイン電流Ｉd は−５
Ａであるが、−３．５Ｖでは−１Ａとなることが分か
る。
ート・ソース間電圧Ｖgsとドレイン電流Ｉd との関係を
示す特性曲線である。ここではドレイン・ソース間電圧
Ｖds＝−１０Ｖ一定である。この特性曲線ではゲート・
ソース間電圧Ｖgsが−５Ｖではドレイン電流Ｉd は−５
Ａであるが、−３．５Ｖでは−１Ａとなることが分か
る。
【００２０】したがって、ゲート・ソース間電圧Ｖgsを
僅かに低減することにより、ドレイン電流、したがって
レーザーダイオード１１の電流を制限しつつ供給するこ
とができる。その結果、回路内の電力損失を低減するこ
とができる。
僅かに低減することにより、ドレイン電流、したがって
レーザーダイオード１１の電流を制限しつつ供給するこ
とができる。その結果、回路内の電力損失を低減するこ
とができる。
【００２１】このような回路における消費電力Ｐ1 は、
レーザーダイオード１１に流れる電流をＩLD、レーザー
ダイオード１１の抵抗ＲLD、ＬＥＤ２２のオン抵抗をＲ
ONとすると次式のようになり、電源電圧に依存しない。 Ｐ1 ＝ＩLD2 ( ＲLD＋ＲON）〔Ｗ〕・・・・・(1)
レーザーダイオード１１に流れる電流をＩLD、レーザー
ダイオード１１の抵抗ＲLD、ＬＥＤ２２のオン抵抗をＲ
ONとすると次式のようになり、電源電圧に依存しない。 Ｐ1 ＝ＩLD2 ( ＲLD＋ＲON）〔Ｗ〕・・・・・(1)
【００２２】一方、従来技術にかかる回路における消費
電力Ｐ2 は、電源電圧＋Ｖccを固定して使用するので、
次式のようになる。 Ｐ2 ＝ＩLD×Ｖcc〔Ｗ〕・・・・・・・・・・(2)
電力Ｐ2 は、電源電圧＋Ｖccを固定して使用するので、
次式のようになる。 Ｐ2 ＝ＩLD×Ｖcc〔Ｗ〕・・・・・・・・・・(2)
【００２３】ここで（１）式を変形すると、Ｐ1 ＝ＩLD
×ＩLD (ＲLD＋ＲON) となる。この場合、Ｖcc＞ＩLD
(ＲLD＋ＲON) が常に成立する。したがって、本発明に
かかる回路における消費電力が小さいことが証明でき
る。
×ＩLD (ＲLD＋ＲON) となる。この場合、Ｖcc＞ＩLD
(ＲLD＋ＲON) が常に成立する。したがって、本発明に
かかる回路における消費電力が小さいことが証明でき
る。
【００２４】一例として、ＩLD＝１Ａ、ＲLD＝２オー
ム、ＲON＝７オーム、Ｖcc＝１０Ｖとすると、Ｐ1 ＝１
2 ( ２＋７）＝９Ｗであるのに対し、Ｐ2 ＝１０Ｗであ
り、９０％の消費電力での駆動が可能であることが理解
できる。
ム、ＲON＝７オーム、Ｖcc＝１０Ｖとすると、Ｐ1 ＝１
2 ( ２＋７）＝９Ｗであるのに対し、Ｐ2 ＝１０Ｗであ
り、９０％の消費電力での駆動が可能であることが理解
できる。
【００２５】図５は本発明の第２の実施例を示すもので
ある。これは第１の実施例におけるスイッチング手段と
してのＦＥＴ２２とレーザーダイオード１１との間にコ
イルＬ、コンデンサＣ、ダイオードＤとからなる回路２
６を付加したものである。
ある。これは第１の実施例におけるスイッチング手段と
してのＦＥＴ２２とレーザーダイオード１１との間にコ
イルＬ、コンデンサＣ、ダイオードＤとからなる回路２
６を付加したものである。
【００２６】この実施例においては、スイッチング手段
２２が導通している間の電流は、コイルＬを介してレー
ザーダイオード１１に供給され、その間にコンデンサＣ
を充電している。
２２が導通している間の電流は、コイルＬを介してレー
ザーダイオード１１に供給され、その間にコンデンサＣ
を充電している。
【００２７】スイッチング手段２２がオフの間は、コイ
ルＬとコンデンサＣの機能による残留電流がレーザーダ
イオード１１に流れ、ダイオードＤを介して形成される
循環回路を流れ続ける。この残留電流は、レーザーダイ
オード１１の平均電流を増加せしめるように作用し、効
率向上に寄与することができる。
ルＬとコンデンサＣの機能による残留電流がレーザーダ
イオード１１に流れ、ダイオードＤを介して形成される
循環回路を流れ続ける。この残留電流は、レーザーダイ
オード１１の平均電流を増加せしめるように作用し、効
率向上に寄与することができる。
【００２８】なお、ここでは電界効果トランジスタＦＥ
Ｔを使用する実施例を開示してはいるが、ＦＥＴ以外の
トランジスタ等のスイッチング素子によっても、例えば
ベース・エミッタ間電圧Ｖbeを制御することにより、同
様の効果を達成することができることは論をまたない。
Ｔを使用する実施例を開示してはいるが、ＦＥＴ以外の
トランジスタ等のスイッチング素子によっても、例えば
ベース・エミッタ間電圧Ｖbeを制御することにより、同
様の効果を達成することができることは論をまたない。
【００２９】
【発明の効果】本発明にかかるレーザーダイオード駆動
回路によれば、スイッチング手段としてのＦＥＴのゲー
ト・ソース間電圧Ｖgs、またはトランジスタのベース・
エミッタ間電圧Ｖbeを制御することにより、これら回路
部分における電力損失を低減することができる。これに
応じて、電源電圧を低下させることも可能となる。した
がって、従来よりも低い電源電圧で作動し、かつ作動効
率を向上しめることが可能なレーザーダイオード駆動回
路が得られる。
回路によれば、スイッチング手段としてのＦＥＴのゲー
ト・ソース間電圧Ｖgs、またはトランジスタのベース・
エミッタ間電圧Ｖbeを制御することにより、これら回路
部分における電力損失を低減することができる。これに
応じて、電源電圧を低下させることも可能となる。した
がって、従来よりも低い電源電圧で作動し、かつ作動効
率を向上しめることが可能なレーザーダイオード駆動回
路が得られる。
【図１】本発明にかかるレーザーダイオード駆動回路の
基本構成例を示すブロック図である。
基本構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明にかかるレーザーダイオード駆動回路の
作動時における主要部の電流および電圧波形である。
作動時における主要部の電流および電圧波形である。
【図３】本発明にかかるレーザーダイオード駆動回路の
第１の実施例を示すブロック図である。
第１の実施例を示すブロック図である。
【図４】本発明にかかるレーザーダイオード駆動回路に
おいてスイッチング素子として使用し得る電界効果トラ
ンジスタのゲート・ソース電圧とドレイン電流との関係
を示す特性曲線である。
おいてスイッチング素子として使用し得る電界効果トラ
ンジスタのゲート・ソース電圧とドレイン電流との関係
を示す特性曲線である。
【図５】本発明にかかるレーザーダイオード駆動回路の
第２の実施例を示すブロック図である。
第２の実施例を示すブロック図である。
【図６】従来技術のレーザーダイオード駆動回路の構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【符号の説明】 １１ レーザーダイオード １２ スイッチング手段 １３ 光出力制御回路 １４ スイッチング制御回路 １５ 制御量設定および制御回路
Claims (3)
- 【請求項１】 レーザーダイオードの光出力を制御する
ためのレーザーダイオード駆動回路において、レーザー
ダイオード（１１）に直列に接続されるスイッチング手
段（１２）に対して、制御入力に応じて該スイッチング
手段（１２）の最大電流を制限する手段（１５）を付加
したことを特徴とする、レーザーダイオード駆動回路。 - 【請求項２】 前記スイッチング手段（１２）が電界効
果トランジスタであり、前記スイッチング手段（１２）
の最大電流を制限する手段（１５）が、該電界効果トラ
ンジスタのゲート・ソース間電圧Ｖgsを変化せしめる回
路であることを特徴とする、請求項１記載のレーザーダ
イオード駆動回路。 - 【請求項３】 前記スイッチング手段（１２）とレーザ
ーダイオード（１１）との間に、該スイッチング手段
（１２）の電流オフ時に残留循環電流を通流せしめる回
路（２５）が接続されることを特徴とする、請求項１記
載のレーザーダイオード駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1553692A JPH05218542A (ja) | 1992-01-30 | 1992-01-30 | レーザーダイオード駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1553692A JPH05218542A (ja) | 1992-01-30 | 1992-01-30 | レーザーダイオード駆動回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05218542A true JPH05218542A (ja) | 1993-08-27 |
Family
ID=11891532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1553692A Pending JPH05218542A (ja) | 1992-01-30 | 1992-01-30 | レーザーダイオード駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05218542A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7372882B2 (en) | 2004-04-28 | 2008-05-13 | Renesas Technology Corp. | Driving circuit for and semiconductor device for driving laser diode |
| JP6009132B1 (ja) * | 2015-12-01 | 2016-10-19 | 三菱電機株式会社 | 電流制御装置及び電流制御方法 |
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| JPS5457984A (en) * | 1977-10-18 | 1979-05-10 | Nec Corp | Semiconductor light emitting device |
| JPS6054094A (ja) * | 1983-09-01 | 1985-03-28 | 三菱電機株式会社 | 発光ダイオ−ドの制御回路 |
| JPS6159885A (ja) * | 1984-08-31 | 1986-03-27 | Hitachi Ltd | 発光ダイオ−ドの駆動回路 |
-
1992
- 1992-01-30 JP JP1553692A patent/JPH05218542A/ja active Pending
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| CN108370130B (zh) * | 2015-12-01 | 2019-11-01 | 三菱电机株式会社 | 电流控制装置及电流控制方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980421 |