CN116742470A - 半导体激光器的电源驱动电路及激光雷达发射模组 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种半导体激光器的电源驱动电路及激光雷达发射模组，其中，电源驱动电路包括：多个驱动芯片、多个开关管、半导体激光器、储能电容；所述多个驱动芯片的输入端用于接收预设脉冲信号，所述多个驱动芯片的输出端分别连接所述多个开关管的控制端，以根据所述预设脉冲信号控制所述多个开关管的通断；所述多个开关管的输入端连接所述半导体激光器的阴极，所述多个开关管的输出端接地；第一电源连接所述储能电容，所述储能电容的另一端接地，所述储能电容的一端还连接所述半导体激光器的阳极，以为所述半导体激光器的阳极供电。本申请可在保证半导体激光器的高峰值功率需求的情况下，减小电源驱动电路的体积以及成本。

Description

半导体激光器的电源驱动电路及激光雷达发射模组

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，具体而言，涉及一种半导体激光器的电源驱动电路及激光雷达发射模组。

背景技术

随着无人驾驶以及机器视觉的发展，激光雷达也得到了快速的发展，尤其是高功率的半导体激光雷达得到了广泛的应用。

但是，高功率的半导体激光器均需要提供高脉冲电流的驱动电路，针对高功率的半导体激光器而言，单个半导体激光器的峰值功率需要800W-1000W左右才能满足市场应用需求。而目前市面上的高功率的半导体激光器的峰值功率只能达到300W-500W左右，单个产品满足不了实际应用需求，只能通过多个产品并联达到峰值功率要求。然而，在实际应用中若采用多个半导体激光器并联的方式，势必会增加电源驱动电路的体积以及成本。

因此，如何在低成本的情况下，实现半导体激光器的高峰值功率需求，是目前亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种半导体激光器的电源驱动电路及激光雷达发射模组，以在保证半导体激光器的高峰值功率需求的情况下，减小电源驱动电路的体积以及成本。

为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种半导体激光器的电源驱动电路，包括：多个驱动芯片、多个开关管、半导体激光器、储能电容；

所述多个驱动芯片的输入端用于接收预设脉冲信号，所述多个驱动芯片的输出端分别连接所述多个开关管的控制端，以根据所述预设脉冲信号控制所述多个开关管的通断；所述多个开关管的输入端连接所述半导体激光器的阴极，所述多个开关管的输出端接地；

第一电源连接所述储能电容的一端，所述储能电容的另一端接地，所述储能电容的一端还连接所述半导体激光器的阳极，以为所述半导体激光器的阳极供电。

在一种可能实现方式中，所述电源驱动电路还包括：充电电阻，所述第一电源通过所述充电电阻连接所述储能电容的一端。

在另一种可能实现方式中，所述充电电阻包括：多个电阻，所述多个电阻并联后连接在所述第一电源和所述储能电容的一端之间。

在又一种可能实现方式中，所述储能电容包括：多个电容，所述多个电容并联后的第一端连接所述第一电源，所述第一端还连接所述半导体激光器的阳极，所述多个电容并联后的第二端接地。

在再一种可能实现方式中，所述半导体激光器为具有多个通道的裸芯片，其中，每个通道采用多根金线并联键合的方式进行封装。

在再一种可能实现方式中，所述电源驱动电路布局在多层电路板上，其中，所述电源驱动电路中所述充电电阻放置在所述多层电路板中的底层电路板上，所述电源驱动电路中所述充电电阻之外的其它元器件放置在所述多层电路板中的顶层电路板上。

在再一种可能实现方式中，所述顶层电路板上设置有多个第一过孔，所述多个驱动芯片的输出端和所述多个开关管的控制端之间的走线设置在所述第一过孔在第二层电路板上，形成所述顶层电路板和所述第二层电路板之间的电流回路；

其中，所述第二层电路板为所述多层电路板中靠近所述顶层电路板的电路板。

在再一种可能实现方式中，所述其它元器件的接地走线依次通过所述顶层电路板上的多个第二过孔，以及所述第二层电路板上的多个过孔设置在第三层电路板上，所述第三层电路板为所述多层电路板中靠近所述底层电路板的电路板。

在再一种可能实现方式中，所述顶层电路板上，所述多个驱动芯片和所述多个开关管垂直放置，且，每个驱动芯片的输出端靠近一个开关管的控制端。

第二方面，本申请实施例提供了一种激光雷达发射模组，包括第一方面中任一项所述的电源驱动电路。

本申请的有益效果是：

本申请所提供的半导体激光器的电源驱动电路及激光雷达发射模组中，由于半导体激光器的阴极连接到的多个开关管分别是由多个驱动芯片单独进行驱动，可有效保证每个开关管的开通速度，并且，多个开关管的输入端均连接半导体激光器的阴极，即多个开关管并联的方式对半导体激光器的阴极进行驱动控制，有效提高了开关管的过流能力与散热能力，同时还降低了开关管自身封装带来的寄生电感，因此有效提高了储能电容为半导体激光器的阳极提供的驱动电流的大小，实现了对半导体激光器的高驱动电流以及窄脉宽，从而保证了半导体激光器的高峰值功率，满足了激光雷达功率需求，并且，无需对多个半导体激光器进行并联，其单个半导体激光器的峰值功率也得到了很大的提高，其还降低了电源驱动电路的体积以及成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种半导体激光器的电源驱动电路的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的另一种半导体激光器的电源驱动电路的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的另一种半导体激光器的电源驱动电路中充电电阻的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种半导体激光器的电源驱动电路中储能电容的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的又一种半导体激光器的电源驱动电路的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的再一种半导体激光器的电源驱动电路的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的再一种半导体激光器的电源驱动电路中整形电路的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的再一种半导体激光器的电源驱动电路的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的再一种半导体激光器的电源驱动电路的结构示意图；

图10为本申请实施例提供的再一种半导体激光器的电源驱动电路中稳压电路的结构示意图；

图11为本申请实施例提供的再一种半导体激光器的电源驱动电路的结构示意图；

图12为本申请实施例提供的一种半导体激光器的电源驱动电路所在的多层电路板的示意图；

图13为本申请实施例提供的半导体激光器的电源驱动电路在底层电路板的布局示意图；

图14为本申请实施例提供的半导体激光器的电源驱动电路在顶层电路板的布局示意图；

图15为本申请实施例提供的多层电路板中第二层电路板与第一层电路板之间的电流回路的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，本申请实施例各部分以及附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包括了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

本申请下述实施例所涉及的方法流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和步骤，也不是必须按照所描述的顺序执行。例如，有些步骤还可以分解，而这些步骤可以合并或者部分合并，因此，实际执行的顺序可根据实际情况改变。

本申请下述实施例所设计的方框图中的功能模块仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式实现这些功能实体，或在一个或多个物理模块或集成电路中实现这些功能实体，或者不同网络和/或处理器和/或微控制器中实现这些功能实体。

本申请下述各提供的半导体激光器的电源驱动电路及激光雷达发射模组中主要针对高功率的半导体激光器，例如905nm的半导体激光器，本申请所提供的半导体激光器的电源驱动电路，可为半导体激光器提供高脉冲电流，以保障半导体激光器发出高功率的激光。如下结合多个实施例先对本申请实施例提供的半导体激光器的电源驱动电路进行示例的解释说明。

图1为本申请实施例提供的一种半导体激光器的电源驱动电路的结构示意图。如图1所示，半导体激光器的电源驱动电路包括：多个驱动芯片11、多个开关管12、半导体激光器13、储能电容14。

多个驱动芯片11的输入端用于接收预设脉冲信号，多个驱动芯片11的输出端分别连接多个开关管12的控制端，以根据预设脉冲信号控制多个开关管的通断；多个开关管12的输入端连接半导体激光器13的阴极，多个开关管12的输出端接地。

第一电源连接储能电容14的一端，储能电容14的另一端接地，储能电容14的一端还连接半导体激光器13的阳极，以为半导体激光器13的阳极供电。

其中，半导体激光器13还可称为激光二极管(laser diode，LD)，例如可以为边缘发射激光二极管((Edge Emitting Laser-laser diode，EEL-LD)又称边缘发射激光器(Edge Emitting Laser，EEL)。以半导体激光器13为高功率半导体激光器为例，驱动芯片11可以为高速驱动芯片。预设脉冲信号可以为变化沿满足预设条件的脉冲信号，其为与半导体激光器13所需的脉宽匹配的脉冲信号，以905nm的半导体激光器为例，其所需的脉宽小于或等于5nm，相应的，预设脉冲信号则可以为上升沿和下降沿均为2.5nm的脉冲信号。预设脉冲信号作为驱动芯片11的触发(trigger，TRIG)信号。

开关管12例如可以为氮化镓场效应管，也可以为其他类型的晶体管。以氮化镓场效应管为例，开关管12的控制端可以为氮化镓场效应管的栅极，开关管12的输入端可以为氮化镓场效应的漏极，开关管12的输出端为氮化镓场效应管的源极。

每个驱动芯片11可将输入的预设脉冲信号转换为对应开关管12的脉冲驱动(Drive)信号又称控制信号，以根据转换得到的开关管12对应的脉冲驱动信号控制对应的开关管12的快速导通。其中，转换得到的脉冲驱动信号例如可以为低阻抗、高峰值电流、快速开关的脉冲驱动信号。控制开关管12快速导通，指的是，控制开关管12的输入端和输出端之间快速导通。

储能电容14的一端连接有第一电源，另一端接地，那么在半导体激光器13的阴极连接的多个开关管12均未导通的时候，储能电容14会在第一电源的作用下进行充电。然而，当多个开关管12在对应驱动芯片11的控制下快速导通，会使得半导体激光器13的阴极与地导通，会使得储能电容14快速放电，为半导体激光器13的阳极产生大脉冲电流，从而使得半导体激光器13达到高峰值功率。其中，第一电源例如可以为预设高压(HV)电源。

例如：如需使得半导体激光器13获得1000W的高峰值功率，需要承受300A的脉冲电流的开关管，而脉冲电流为300A的单个开关管封装体积大，会导致自身的寄生电感大，结电容大，会导致单个开关管的开关速度变缓，进而导致脉宽变宽，峰值功率下降。本申请采用多个承受电流小(封装体积小，结电容小)的开关管并联的方式，减小了开关管自身的寄生电感，使得脉冲变窄，从而可以实现高峰值功率。

本申请实施例采用多个驱动芯片11分别驱动多个开关管12，多个开关管12是并联的状态，若每个开关管的最大脉冲电流为102A，理论上通过多个开关管12输出至半导体激光器13的阴极的最大脉冲电流则可以为408A。在实际工作过程中，由于受到电源驱动电路的寄生电感的影响，实际流过单个开关管12的最大脉冲电流约为75A左右，那么总脉冲电流也可以达到300A，根据半导体激光器13的斜效率，计算得到半导体激光器13的峰值功率也可达到1000W。

本申请实施例提供的半导体激光器的电源驱动电路，由于半导体激光器的阴极连接到的多个开关管分别是由多个驱动芯片单独进行驱动，可有效保证每个开关管的开通速度，并且，多个开关管的输入端均连接半导体激光器的阴极，即多个开关管并联的方式对半导体激光器的阴极进行驱动控制，有效提高了开关管的过流能力与散热能力，同时还降低了开关管自身封装带来的寄生电感，因此可有效提高了储能电容为半导体激光器的阳极提供的驱动电流的大小，实现了对半导体激光器的高驱动电流以及窄脉宽，从而保证了半导体激光器的高峰值功率，满足了激光雷达功率需求，并且，无需对多个半导体激光器进行并联，其单个半导体激光器的峰值功率也得到了很大的提高，其还降低了电源驱动电路的体积以及成本。

在上述实施例提供的半导体激光器的电源驱动电路的基础上，本申请实施例还可提供一种半导体激光器的电源驱动电路的可能实现方式。图2为本申请实施例提供的另一种半导体激光器的电源驱动电路的结构示意图，如图2所示，半导体激光器的电源驱动电路还可包括：充电电阻15，第一电源通过充电电阻15连接储能电容14的一端。

在第一电源和储能电容14的一端之间连接充电电阻15，可配合实现储能电容14的充放电。

在一种实现示例中，本申请实施例还提供一种半导体激光器的电源驱动电路的又一可能实现方式。图3为本申请实施例提供的另一种半导体激光器的电源驱动电路中充电电阻的结构示意图，如图3所示，如上所示的半导体激光器的电源驱动电路中，充电电阻15可包括：多个电阻，多个电阻并联后连接在第一电源和储能电容14的一端之间。充电电阻15中的电阻数量大于或等于2，充电电阻15例如可以包括图3中的第一电阻R1……第n1电阻Rn1。在一种示例中，n1例如可以为14，即电流电阻15可由14个电阻并联组成。

每个电阻可以为预设封装尺寸的厚膜电阻，如1206封装的厚膜电阻。本实施例中，采用多个电阻并联作为充电电阻15，可分担更多的功耗，避免了充放电过程中充电电阻由于电流过大而被烧坏。

在另外的实现方式中，本申请实施例还通过储能电容的实现示例，提供一种半导体激光器的电源驱动电路的可能实现方式。图4为本申请实施例提供的一种半导体激光器的电源驱动电路中储能电容的结构示意图，如图4所示，储能电容14包括：多个电容，多个电容并联后的第一端连接第一电源，第一端还连接半导体激光器13的阳极，多个电容并联后的第二端接地。储能电容147中的电容数量大于或等于2，储能电容14例如可以包括图4中的第一电容C1……第n2电容Cn2。在一种示例中，n2例如可以为24，即储能电容14可由24个电容并联组成。此处，多个电容并联后的第一端即为储能电容14的一端，多个电容并联后的第二端即为储能电容14的另一端。

每个电容可以为预设封装尺寸的陶瓷电容，例如0402封装的陶瓷电容。本实施例中，采用多个电容并联作为储能电容14，可减小储能电容自身的寄生电感，从而减小整个电源驱动电路的寄生电感，继而有效提高了储能电容为半导体激光器的阳极提供的驱动电流的大小，实现了对半导体激光器的高驱动电流以及窄脉宽，从而保障了半导体激光器的高峰值功率，满足了激光雷达功率需求。

可选的，在另外的一些可能实现示例中，本申请实施例还可提供一种半导体激光器的电源驱动电路的可能实现方式。图5为本申请实施例提供的又一种半导体激光器的电源驱动电路的结构示意图，如图5所示，在上述图1所示的半导体激光器的电源驱动电路的基础上，本申请实施例提供的半导体激光器的电源驱动电路中，还可包括：保护电路16。保护电路16连接在半导体激光器13的阳极和阴极之间。

本实施例中，在半导体激光器13的阳极和阴极之间连接保护电路16，可对半导体激光器进行保护，避免电压过大对半导体激光器造成损坏。

在一种实现示例中，保护电路16可包括：多个肖特基二极管，多个肖特基二极管的阳极连接半导体激光器13的阴极，多个肖特基二极管的阴极连半导体激光器13的阳极。保护电路16中采用的肖特基二极管的数量可以为至少1个，例如2个，图5中以2个肖特基二极管作为保护电路16进行示例，如图5中的第一肖特基二极管D1和第二肖特基二极管D2。

本申请实施例通过采用多个肖特基二极管反向连接在半导体激光器的阳极和阴极之间，作为保护电路，可有效避免半导体激光器的阳极和阴极之间的反向电压对半导体激光器造成损坏。

在上述任一实施例所提供到的半导体激光器的电源驱动电路的基础上，本申请实施例还可提供一种半导体激光器的电源驱动电路的可能实现示例，图6为本申请实施例提供的再一种半导体激光器的电源驱动电路的结构示意图，如图6所示，如上所示的半导体激光器的电源驱动电路还可包括：整形电路17，整形电路17的输入端用于接收输入脉冲信号，整形电路17的输出端连接多个驱动芯片11的输入端，以将输入脉冲信号整形为预设脉冲信号后输出至多个驱动芯片11。

该预设脉冲信号例如可以为上升沿与下降沿均为预设时长的脉冲信号，如2.5ns的脉冲信号，整形电路17可将输入脉冲信号整形为上升沿与下降沿均为2.5.ns的脉冲信号。

采用整形电路将输入脉冲信号转型为预设脉冲信号后输出至驱动芯片，可使得多个驱动芯片接收到的驱动信号均为预设脉冲信号，即保证了多个驱动芯片对多个开关管的同步控制，又实现了对半导体激光器的脉冲控制。

如下结合一个示例对整形电路的结构以及原理进行示例的解释说明，图7为本申请实施例提供的再一种半导体激光器的电源驱动电路中整形电路的结构示意图。如图7所示，整形电路17可包括：与门171、输入电阻172、RC滤波电路173。

输入电阻172的一端为整形电路17的输入端，输入电阻172的另一端接地，RC滤波电路173中的第一滤波电容的一端连接与门171的两个输入端，第一滤波电容的另一端接地；与门171的电源端连接第二电源。

与门171的输出端为整形电路17的输出端。

在本实施例中，可将与门171的两个输入端，也就是图7中所示的与门171的A脚和B脚进行短接后，连接在RC滤波电路173中的第一滤波电容的一端和与门171的接地端之间。输入脉冲信号依次经过输入电阻172和RC滤波电路173后输入至与门171，由与门171进行整形后，通过与门171的输出端输出整形后的预设脉冲信号。

在一种示例中，输入电阻172例如可以由两个电阻并联形成。如上提及的第二电源主要为与门171进行供电，因此，其可以为预设低压(LV)电源。

可选的，继续参照图7，整形电路17还包括：第二滤波电容，第二滤波电容的一端连接第二电源，第二滤波电容的另一端接地。

也就是说，在与门171的电源端与第二电源之间还连接有第二滤波电容，以对第二电源对与门171的供电电流进行滤波，以保证与门171的稳定工作。

在上述任一实施例所提供到的半导体激光器的电源驱动电路的基础上，本申请实施例还可提供一种半导体激光器的电源驱动电路的可能实现示例，图8为本申请实施例提供的再一种半导体激光器的电源驱动电路的结构示意图，如图8所示，如上所示的半导体激光器的电源驱动电路还可包括：第三滤波电容18，第一电源通过第三滤波电容18连接充电电阻15。

本实施例提供的半导体激光器的单元驱动电路中，在第一电源和充电电阻15之间设置第三滤波电容，可通过对第一电源的输出电压进行滤波，可防止第一电源的输出电压的波动造成半导体激光器的阳极电源的不稳定导致半导体激光器的功率不稳定。

可选的，继续参照图8，第三滤波电容18包括：多个电容，多个电容并联后的第三端连接第一电源，多个电容并联后的第四端接地。第三滤波电容18中的电容数量大于或等于2，第三滤波电容18例如可以包括图8中的第一电容C11……第n3电容Cn3。在一种示例中，n3例如可以为4，即第三滤波电容18可由4个电容并联组成。第三滤波电容18中每个电容的容值例如可以为1uF。

在上述任一实施例提供的半导体激光器的电源驱动电路的基础上，本申请还提供一种半导体激光器的电源驱动电路的另一可能实现方式。图9为本申请实施例提供的再一种半导体激光器的电源驱动电路的结构示意图，如图9所示，如上所示的半导体激光器的电源驱动电路还可包括：稳压电路19，稳压电路19的输入端连接第二电源，稳压电路19的输出端连接多个驱动芯片11的直流电源端。

第二电源例如可以为预设低压电源，如电压在7V-12V的低压电源，采用稳压电路可将第二电源转换为稳定的预设电压的电源，如5V电源。稳压电路19的输出端除了连接多个驱动芯片11的直流电源端，为多个驱动芯片11进行直流供电之外，还可连接电源驱动电路中的其他芯片的直流电源端，如上述与门的电源端以进行稳定的直流供电。

如下结合一个示例对稳压电路的结构以及原理进行示例的解释说明，图10为本申请实施例提供的再一种半导体激光器的电源驱动电路中稳压电路的结构示意图。如图10所示，稳压电路19可包括：稳压器191、输入滤波电容192和输出滤波电容193。其中，输入滤波电容192连接在稳压器191的输入端和接地端之间，输出滤波电容193连接在稳压器191的输出端和接地端之间。上述稳压器191例如可以为低压线性稳压器(Low Dropout regulator，LDO)。

在第二电源和电源驱动电路中用电芯片的电源端之间设置稳压电路，以实现用电芯片的稳定供电，保证电路安全以及稳定的运行。

如下通过一个具体可能示例，采用四个驱动芯片分别对四个开关管进行驱动，从而对半导体激光器进行驱动控制的进行解释说明。图11为本申请实施例提供的再一种半导体激光器的电源驱动电路的结构示意图。如图11所示，半导体激光器的电源驱动电路包括：整形电路17、4个驱动芯片11、4个开关管12、半导体激光器13、第一肖特基二极管D1、第二肖特基二极管D2、储能电容14、充电电阻15以及第三滤波电容18。

其中，整形电路17的具体实现可参见上述图7中所示，在此不再赘述。整形电路17可将输入脉冲信号整形为预设脉冲信号后输出至4个驱动芯片11的输入端，也即图10中的正输入引脚IN+。在该示例中，可采用4个驱动芯片11分别驱动4个开关管12。每个驱动芯片11的电源引脚VDD通过两个电容接地，每个驱动芯片11的接地引脚GND和负输入引脚IN-接地，每个驱动芯片11的高压输出引脚OUTH和低压输出引脚OUTL连接对应的一个开关管12的栅极G。4个开关管的源级均接地，4个开关管的漏极均连接半导体激光器13的阴极。半导体激光器13的阳极和阴极之间还反向连接第一肖特基二极管D1、第二肖特基二极管D2，以防止半导体激光器13由于反向电压过大而损坏。

半导体激光器13的阳极连接储能电容14，在本实施例中，储能电容14例如可由14个电容，即C1-C14并联形成。储能电容14连接充电电阻15，在本实施例中，充电电阻15例如可由14个电阻，即R1-R14并联形成。充电电阻15还通过第三滤波电容18连接第一电源，在该实施例中，第三滤波电容18例如可以由4个电容，即C11-C14并联形成。

本实施例提供的半导体激光器的电源驱动电路，可通过采用4个驱动芯片分别驱动4个开关管，保证了每个开关管的开通速度，还提高了开关管的过流能力与散热能力，还降低了开关管自身封装带来的寄生电感；其次，在半导体激光器的两侧连接肖特基二极管，可有效防止半导体激光器被反向电压击穿而损坏，其次，采用多个电容并联，降低了储能电容的自身的寄生电感，采用多个电阻并联实现功耗分担，避免了充放电过程中充电电阻由于电流过大被烧坏，还采用多个电容并联放置了输入电压波动对半导体激光器阳极的影响，从而有效保证了半导体激光器的高峰值功率，满足了激光雷达功率需求。

在另外的一些可能实现示例中，如上任一所示的半导体机激光器的电源驱动电路中，半导体激光器13可以为具有多个通道的裸芯片，其中，每个通道采用多根金线并联键合的方式进行封装。

例如，半导体激光器13为具有8通道的裸芯片，在对半导体激光器13进行封装的过程中，针对每个通道，可采用多根如4根金线并联键合的方式，那么，针对8通道的裸芯片，则需要32根金线并联进行键合封装。封装过程中，采用的每根金线例如可以为25um的金线。

在本实施例中，针对半导体激光器中的每个通道，采用多根金线并联键合的方式进行封装，可有效减小半导体激光器的封装后的自身寄生电感，有效保证了半导体激光器的高峰值功率，满足了激光雷达功率需求。

另外，在提供上述任一所示的半导体激光器的电源驱动电路的基础上，本申请实施例还可针对上述半导体激光器的电源驱动电路的电路板布局，提供一些可能实现方式。图12为本申请实施例提供的一种半导体激光器的电源驱动电路所在的多层电路板的示意图。示例的，半导体激光器的电源驱动电路可布局在4层电路板，如L1-L4上。其中，第一层电路板L1例如可以为多层电路板中的顶层电路板，第四层电路板L4例如可以为多层电路板中的底层电路板。

图13为本申请实施例提供的半导体激光器的电源驱动电路在底层电路板的布局示意图。电源驱动电路布局在多层电路板上，其中，电源驱动电路中充电电阻15可放置在多层电路板中的底层电路板上，例如图13所示的第四层电路板L4上。

图14为本申请实施例提供的半导体激光器的电源驱动电路在顶层电路板的布局示意图。如上所示的半导体激光器的电源驱动电路中充电电阻15之外的其它元器件放置在多层电路板中的顶层电路板上，例如图14所示的。整形电路17、多个驱动芯片11、多个开关管12、半导体激光器13、储能电容14等均可布局在第一层电路板L1上。

可选的，继续参照上述图14，在顶层电路板上，如第一层电路板L1上，多个驱动芯片11和多个开关管12垂直放置，且，每个驱动芯片11的输出端靠近一个开关管12的控制端。

在顶层电路板上，将多个驱动芯片与多个开关管垂直放置，可使得靠近后驱动电流的回路路径变小，由于电路板寄生电感带来的振铃会减小，降低了干扰，提高了开关管的开通时间，提高了脉冲电流。因此，如此布局具有回路面积小、抗干扰能力强，布局简洁等优点。

本实施例提供的方案，可将充电电阻布局在底层电路板上，而充电电阻之外的其它元器件布局在顶层电路板上，如此，实现了发热元件也就是充电电阻和其它元器件的隔离，方便散热，避免热对其它元器件的干扰，增强可电路的可靠性，减小了热多半导体激光器峰值功率的影响，间接的提高了峰值功率。其次，将充电电阻布局在底层电路板上，也方便了限流限制的走线。

多层电路板中除了顶层电路板和底层电路板之外的中间层电路板，例如四层电路板中的第二层电路板L2和第三层电路板L3为走线层，仅布局走线，而不布局元器件。其中，第二层电路板L2为电流路径的走线层，第三层电路板L3为接地走线层。如下分别进行示例解释和说明。

图15为本申请实施例提供的多层电路板中第二层电路板与第一层电路板之间的电流回路的示意图。如图5所示，在具体布线的可能实现示例中，可在顶层电路板上设置有多个第一过孔，多个驱动芯片1的输出端和多个开关管12的控制端之间的走线设置在第一过孔在第二层电路板L2上，形成顶层电路板，也就是第一层电路板L1和第二层电路板L2之间的电流回路。图15中的箭头方向即为电流回路。

其中，第二层电路板为多层电路板中靠近顶层电路板的电路板。

第二层电路板主要为开关管12的输入端，如氮化镓场效应管的漏极提供电流路径，通过多个第一过孔，实现了第一层电路板L1和第二层电路板L2之间的耦合，使得电流的流通路径最小，减小了功率回路的电感。其中，在顶层电路板，也就是第一层电路板上设置有多个第一过孔，过孔越多，电路板的寄生电感则越小。

在可能实现示例中，顶层电路板上还可包括多个第二过孔，使得其它元器件的接地走线依次通过顶层电路板上的多个第二过孔，以及第二层电路板上的多个过孔设置在第三层电路板L3上，第三层电路板L3为多层电路板中靠近底层电路板的电路板。

通过将靠近底层电路板的电路板，也就是第三层电路板作为接地层电路板，其可为电源驱动电路提供整体的接地面，增加抗干扰能力。

其中，整形电路17主要由与门组成，将其也布局在顶层电路板上，其走线不需要功率，可以在电路板布局中走线较长，成本极低，同时只需要电源就可以工作，走线时不需要过多的考虑。

在上述任一实施例提供的半导体激光器的电源驱动电路的基础上，本申请实施例还可提供一种包括上述任一实施例所示的半导体激光器的电源驱动电路的激光雷达发射模组。

具有上述任一所示的半导体激光器的电源驱动电路的激光雷达发射模组，可实现上述任一实施例所示的半导体激光器的电源驱动电路所具有的效果，具体参加上述，本申请实施例不对此进行赘述。

上仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种半导体激光器的电源驱动电路，其特征在于，包括：多个驱动芯片、多个开关管、半导体激光器、储能电容；

所述多个驱动芯片的输入端用于接收预设脉冲信号，所述多个驱动芯片的输出端分别连接所述多个开关管的控制端，以根据所述预设脉冲信号控制所述多个开关管的通断；所述多个开关管的输入端连接所述半导体激光器的阴极，所述多个开关管的输出端接地；

第一电源连接所述储能电容的一端，所述储能电容的另一端接地，所述储能电容的一端还连接所述半导体激光器的阳极，以为所述半导体激光器的阳极供电。

2.根据权利要求1所述的电源驱动电路，其特征在于，所述电源驱动电路还包括：充电电阻，所述第一电源通过所述充电电阻连接所述储能电容的一端。

3.根据权利要求2所述的电源驱动电路，其特征在于，所述充电电阻包括：多个电阻，所述多个电阻并联后连接在所述第一电源和所述储能电容的一端之间。

4.根据权利要求1所述的电源驱动电路，其特征在于，所述储能电容包括：多个电容，所述多个电容并联后的第一端连接所述第一电源，所述第一端还连接所述半导体激光器的阳极，所述多个电容并联后的第二端接地。

5.根据权利要求1所述的电源驱动电路，其特征在于，所述半导体激光器为具有多个通道的裸芯片，其中，每个通道采用多根金线并联键合的方式进行封装。

6.根据权利要求2所述的电源驱动电路，其特征在于，所述电源驱动电路布局在多层电路板上，其中，所述电源驱动电路中所述充电电阻放置在所述多层电路板中的底层电路板上，所述电源驱动电路中所述充电电阻之外的其它元器件放置在所述多层电路板中的顶层电路板上。

7.根据权利要求6所述的电源驱动电路，其特征在于，所述顶层电路板上设置有多个第一过孔，所述多个驱动芯片的输出端和所述多个开关管的控制端之间的走线设置在所述第一过孔在第二层电路板上，形成所述顶层电路板和所述第二层电路板之间的电流回路；

其中，所述第二层电路板为所述多层电路板中靠近所述顶层电路板的电路板。

8.根据权利要求6所述的电源驱动电路，其特征在于，所述其它元器件的接地走线依次通过所述顶层电路板上的多个第二过孔，以及所述第二层电路板上的多个过孔设置在第三层电路板上，所述第三层电路板为所述多层电路板中靠近所述底层电路板的电路板。

9.根据权利要求8所述的电源驱动电路，其特征在于，所述顶层电路板上，所述多个驱动芯片和所述多个开关管垂直放置，且，每个驱动芯片的输出端靠近一个开关管的控制端。

10.一种激光雷达发射模组，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的电源驱动电路。