ATLS200MA103

特性

超低噪音： <1.5mA_P-P@0.1Hz~10Hz

無(wú)需散熱片的最大輸出電流：200mA

高精度： <0.1%

高穩(wěn)定性： <100ppm/℃

可編程獨(dú)立端口的電流限制

全屏蔽

體積小巧

提供DIP和SMT兩種封裝

100%無(wú)鉛，符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)

應(yīng)用范圍

低噪聲驅(qū)動(dòng)激光二極管：DPSSL, EDFA, SOA, 光纖激光器, 激光二極管等。

描述

ATLS200MA103是一款低噪聲恒流200mA驅(qū)動(dòng)器，專為驅(qū)動(dòng)二極管激光器而設(shè)計(jì)。圖1是ATLS200MA103的實(shí)物照片。5V供電時(shí)，輸出電壓范圍為1.5V到4V。

當(dāng)驅(qū)動(dòng)器的最大功耗小于1W的情況下，不需要散熱片散熱。控制器帶有溫度補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，在控制器溫度升高時(shí)，輸出電流也能保持穩(wěn)定。

如果驅(qū)動(dòng)器的溫度超過(guò)了預(yù)設(shè)的限制，120℃，控制器會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，以免過(guò)熱導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)器損壞。

ATLS200MA103的輸出電流可通過(guò)輸入電壓線性設(shè)置，也可通過(guò)1MHz帶寬的外部大信號(hào)調(diào)制，這使得大信號(hào)輸出電流的上升沿和下降沿的最小時(shí)間是170nS。

內(nèi)置高穩(wěn)定性，低噪聲的2.5V參考電壓可設(shè)置輸出電流，也可用作外部ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）和/或DAC（數(shù)模轉(zhuǎn)換器）的參考電壓，用來(lái)轉(zhuǎn)換模擬信號(hào)，如LIO引腳指示輸出電流，為數(shù)字信號(hào)，將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)來(lái)設(shè)置模擬電壓，如LIS設(shè)定輸出電流。

ATLS200MA103采用六面體金屬盒包裝，屏蔽EMI（電磁干擾），防止控制器及其他電子元器件互相干擾。

這款激光驅(qū)動(dòng)器可以通過(guò)我們的評(píng)估板ATLS1A103DEV1.0進(jìn)行調(diào)試。

有兩種封裝形式可以選擇，DIP封裝以及SMT封裝。

操作原理

控制器方框圖如圖3所示。

關(guān)斷電路在三種情況下會(huì)被激發(fā): 外部關(guān)斷，輸出電流超出限制，內(nèi)部溫度超過(guò)120℃。

控制器被外部信號(hào)關(guān)斷時(shí)，當(dāng)檢測(cè)到所有關(guān)斷信號(hào)都釋放后會(huì)重新啟動(dòng)。

因過(guò)流關(guān)斷時(shí)，控制器通過(guò)軟啟動(dòng)程序自動(dòng)關(guān)閉以及開(kāi)啟。因此，輸出電流是鋸齒波：關(guān)斷迅速，啟動(dòng)緩慢。

因過(guò)溫關(guān)斷時(shí)，控制器關(guān)斷直到溫度下降到限制溫度（120℃）以下再重啟。通常在重啟之前，它需要幾秒到幾十秒的冷卻時(shí)間。時(shí)間長(zhǎng)短取決于控制器本身以及控制器周圍機(jī)械部件的散熱能力，包括PCB，PCB印制線和散熱器等。

控制器關(guān)斷后，參考電壓也被切斷。

注意：7引腳，LPGD，通過(guò)一個(gè)開(kāi)漏的半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管下拉以及一個(gè)連接到VPS的5k的上拉電阻。

應(yīng)用信息

圖4.1以及圖4.2是典型的應(yīng)用電路。W1和W2分別設(shè)置輸出電流限制和輸出電流。電阻R1和電容C1組成低通濾波器，以降低參考電壓的噪聲。

激光二極管D1連接在LDA和PGND之間。值得一提的是電源返回端應(yīng)連接到引腳11，PGND，激光二極管的陰極應(yīng)連到引腳10，PGND。這兩點(diǎn)不應(yīng)在外部連接，它們已被控制器在內(nèi)部連到了一起。

開(kāi)啟與關(guān)斷

控制器的開(kāi)啟和關(guān)斷可以分別通過(guò)設(shè)置SDN引腳的高低電平來(lái)實(shí)現(xiàn)。建議按以下順序打開(kāi)控制器：

???開(kāi)啟：對(duì)于ATLS200MA103而言，通過(guò)給控制器供電來(lái)開(kāi)啟電源，將SDN引腳懸空來(lái)開(kāi)啟控制器。對(duì)于ATLS200MA103-PD而言，通過(guò)給控制器供電來(lái)開(kāi)啟電源，將SDN引腳連接到VPS來(lái)開(kāi)啟控制器。

?關(guān)機(jī)：通過(guò)拉低SDN引腳的電壓來(lái)關(guān)閉控制器，通過(guò)停止對(duì)VPS引腳供電來(lái)關(guān)閉電源。

當(dāng)不由SDN引腳控制時(shí)， 將此引腳懸空，通過(guò)電源來(lái)控制控制器的開(kāi)啟和關(guān)斷。

圖4.1和4.2中，S1是關(guān)斷開(kāi)關(guān)。對(duì)于ATLS200MA103而言，SDN引腳的內(nèi)部等效輸入電路是由一個(gè)連接VPS的100k上拉電阻和一個(gè)接地的10pF的電容并聯(lián)而成。ATLS200MA103-PD而言，SDN引腳的內(nèi)部等效輸入電路是由一個(gè)連接接地的100k下拉電阻和一個(gè)接地的10pF的電容并聯(lián)而成。開(kāi)關(guān)S1同樣可以是帶有開(kāi)路漏極或推/拉輸出的電子開(kāi)關(guān)，例如微控制器的I/O引腳。如果不用開(kāi)關(guān)S1控制激光器，將SDN引腳懸空即可。D2是LED，用來(lái)指示控制回路正常工作與否，即當(dāng)輸出電流等于輸入設(shè)置值時(shí)，回路正常工作。此引腳有一個(gè)5k的內(nèi)部上拉電阻，連接到電源引腳10，VPS。下拉電阻為200W。5k的上拉電阻能夠直接驅(qū)動(dòng)高效LED。如果需要更大的上拉電流來(lái)驅(qū)動(dòng)大電流LED，則需要在VPS和LPGD之間放置一個(gè)外部電阻。這個(gè)電阻不能太小，否則在電路狀態(tài)不良時(shí)，下拉電阻就不能將此引腳拉低。若不用LED指示工作狀態(tài)，則將LPGD懸空。

系統(tǒng)中應(yīng)用軟件或是固件時(shí)，LPGD引腳也可以用來(lái)連接微控制器的數(shù)字輸入引腳。

圖5為L(zhǎng)IO引腳與輸出電流的線性關(guān)系。當(dāng)V_LIO為0.1V時(shí)，激光驅(qū)動(dòng)器有電流輸出，4mA，此時(shí)V_LDA＞1.2V。

調(diào)節(jié)W1來(lái)設(shè)置輸出電流限制，即設(shè)置引腳4，LILM的輸入電壓。輸出電流為：

I_OUT (mA) = 220 (mA) ?′ V_LILM (V)/2.5（V）

LILM 永遠(yuǎn)都不能懸空，否則輸出電流限制可能會(huì)設(shè)置的過(guò)高，導(dǎo)致激光器損壞。

輸出電流由W2來(lái)設(shè)置，即設(shè)置引腳5，LIS引腳的輸入電壓 。輸出電流為：

I_OUT (mA)= 200 (mA) ′ V_LIS (V)/2.5（V）.

電路不需要調(diào)制時(shí)，建議使用RC低通濾波器，即圖4中的R1和C1，如圖4.1中的R1以及C1，以降低參考電壓源的交流噪聲。此濾波器的時(shí)間常數(shù)介于幾秒到十幾秒之間。時(shí)間越長(zhǎng)，輸出噪聲越低，但是同時(shí)輸出電流的上升也需要更長(zhǎng)的時(shí)間。

在LILM和LIS兩者之中，僅LIS能夠用DAC進(jìn)行設(shè)定，代替圖4.1中的W1和W2。確保DAC輸出低噪聲，如果不需要調(diào)制，則可以在DAC和LIS引腳之間增加一個(gè)RC低通濾波器，與圖4.1類似。

LIS可以通過(guò)高達(dá)1MHz的大信號(hào)帶寬來(lái)調(diào)節(jié)輸出電流，即在正弦波信號(hào)調(diào)制LIS引腳時(shí)，輸出電流響應(yīng)曲線將會(huì)衰減3dB，或是電流全部響應(yīng)量的0.71倍。理想狀態(tài)下，若使用方波來(lái)調(diào)制LIS引腳的輸出電流，則大信號(hào)時(shí)輸出電流的上升和下降沿時(shí)間約為170nS。

如果調(diào)制信號(hào)是方波且需要低輸出噪聲，可以使用低通濾波器來(lái)降低輸出噪聲。電路圖見(jiàn)圖6所示。R1的阻值在10k和1M之間，取決于開(kāi)關(guān)漏電流產(chǎn)生的誤差電壓的大小。LILM引腳可由電位器設(shè)置，如圖4所示，或連接到2.5VR。

建議始終將LIS引腳的電壓保持在>0.05V，不要將其設(shè)置為0V。因?yàn)槭羌す舛O管有2.5V的結(jié)點(diǎn)電壓，如果LIS引腳的電壓為0，輸出電壓將會(huì)在0V到2.5V之間震蕩，會(huì)造成輕微顫動(dòng)。

在調(diào)制LIS引腳時(shí)，LIO可用來(lái)監(jiān)測(cè)輸出電流。LIO信號(hào)的帶寬>10MHz，足夠監(jiān)測(cè)由LIS信號(hào)調(diào)節(jié)的輸出電流。