適用于激光驅動器供電的數字電阻器

本應用筆記介紹了一種使用數字電阻器為激光驅動器供電的新架構。它討論了數字電阻器的特性及其連接到標準激光驅動器電路時的影響。此外，還顯示了必要的解決方案和計算。

在標準激光驅動器電路中添加一個運算放大器和一個數字電位器會產生一個驅動器，該驅動器可以根據溫度改變激光器的功率設定點，從而產生一個光電二極管電流，該電流是電位器值的線性函數。

該設計

在標準激光驅動器電路中添加一個運算放大器和一個數字電位器會產生一個驅動器，該驅動器可以根據溫度改變激光器的功率設定點，從而產生一個光電二極管電流，該電流是電位器值的線性函數。

MAX3740 參考引腳 (REF) 和功率監控光電二極管 (MD) 之間的電阻設置光電二極管電流。然后功率控制回路將激光二極管驅動到提供該電流的強度。這種方法的問題是控制電壓太低：MD 處的標稱電壓為 1.6V，REF 處的標稱電壓為 1.8V，電阻兩端僅剩下 0.2V 用于設置光電二極管電流。

DS1859 中的數字電阻器的最小電阻可高達 1kΩ，而最大電流僅為 200μA。由此產生的電流與電阻函數是非常非線性的，在高電流下分辨率很差。您可以在 REF 和 MD 之間添加一個固定電阻來提高最大電流，但調整范圍仍然只有 200μA。（固定電阻也沒有在非線性和分辨率方面提供任何改進。）光電二極管電流與 DS1859 電阻的關系圖（圖 1 中的左下跡線）顯示了串聯電阻值為 806Ω 的電路的響應，該電路會向上偏置響應為 248μA。

帶有外部光電二極管的 MAX3740 激光驅動器為激光器產生非線性控制電壓（左下跡線）。添加數字電阻器和運算放大器（圖 2）會產生所示的線性控制電壓。解決這些問題的方法（圖2）是讓REF和MD之間的電阻（R1）設置最大光電二極管電流，然后減去一個與DS1859電阻成正比的電流。減去的電流來自運算放大器輸出，它通過 R2 從光電二極管中竊取電流。選擇所示的運算放大器是因為它的小尺寸（SC70 封裝）和低成本。它由與數字電阻器 (DS1859) 和激光驅動器 (MAX3740) 相同的 +3.3V 電源供電。

運算放大器產生一個與 MD (REF – MD) 值和 DS1859 值成正比的電壓 (VO)。反過來，電壓產生通過 R2 的電流，該電流與 VO 和 MD 的電壓差成正比。MD 處的影響相互抵消，因此通過 R2 的電流僅取決于 (REF – MD)、穩定的 0.2V 和 DS1859 值。通過光電二極管的電流等于通過 R1 的電流 (803μA) 減去通過 R2 的電流。因此，光電二極管電流是電位計值的線性函數，如圖 1 所示。通過適當的電阻值，該電路可與任何值的電位計配合使用，并提供任何范圍內的電流。它唯一的限制是運算放大器的電流驅動能力。

運算放大器輸出電壓的設計計算公式：

其中：

R1 = 249Ω

R2 = 1240Ω

R3 = 10000Ω

IPD = 787μA，DS1859 電阻 = 1kΩ

IPD = -3.3μA，DS1859 電阻 = 50kΩ

結論

DS1859 數字電阻器是為 DS1859 激光驅動器供電的有效工具，其目的是根據溫度改變激光器的功率設定點，并產生一個光電二極管電流，該電流是電位計值的線性函數。按照本文檔中的說明，加上必要的計算支持，工程師可以在他們自己的應用中成功采用這種設計。

編輯：hfy