JPS63229792A

JPS63229792A - 温度補償型発光素子駆動回路

Info

Publication number: JPS63229792A
Application number: JP62064600A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Okada; 博司岡田; Noriaki Saito; 斉藤　憲敬; Mikihiro Okuno; 奥野　幹広
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1987-03-18
Filing date: 1987-03-18
Publication date: 1988-09-26

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野１本発明は、デジタル信号によりＬＥＤや半導体レーザ等
の発光素子を駆動・発光せしめる回路に関し、特に光通
信等に用いられる定電流駆動回路における温度補償型回
路に関する。

［従来の技術］従来から種々の光通信方式が開発されているが、デジタ
ル信号によって発光素子を駆動することによりデジタル
信号を光信号に変換ｌ−で送信する方式の発光素子駆動
回路においては、周囲温度の変化によって発光素子の発
光パワーが変化することを防止するために温度補償を行
うことがある。かかる従来の回路としては、第３図に示
すオートパワーコントロール回路が用いられてきた。

ｐｌＳ３図において６６は発光素子として用いられるＬ
ＥＤ、　７１は受光素子として用いられるフォトダイオ
ードである。発光素子６６から発射した光は光分岐６８
に与えられて、ここで出力光６９とモニタ用の信号光７
０とに分割される。モニタ用の信号光７０は受光素子７
１に導かれて出射パワーモニタ回路７２にて出射パワー
を検出する。出射バーワモニタ回路７２の出力回路は制
御信号発生回路７４に与えられ、ここで基準値と検出し
た出射パワーを比較し、その差分を補償するための制御
信号を作り、発光素子駆動電流制御回路６５に送ってこ
れを制御する。

即ち、従来の回路においては出射光の強度を測定して、
これをフィードバック制御するものであった。

［発明が解決しようとする問題点１かかる従来の発光素子駆動回路は、出射光の強度を測定
・検出してフィードバックする構成であるため、光分岐
や受光素子を必要とし、構造が複雑となりコスト上昇、
保守・点検の必要等の問題を生じていた。更に出射光の
光路に光分岐を挿入したため、挿入損失の分だけ送信出
力が減少するという欠点もあった。特に入力信号のデユ
ーティ比が一定でないデジタル信号の場合は、出射光も
これに応じてそのデユーティ比が変化するから基準値を
定めることが非常に困難である。従ってデユーティ比が
一定であるか、あるいは連続信号のときしか実際上は使
用できなかった。

［問題点を解決するための手段］上記従来の発光素子駆動回路の欠点を克服するために本
発明においてはその原理図を示す第１図のブロックグイ
７グラムに示されるように人力信号に応じて開閉するス
イッチング回路２０を設け、発光素子に直列に接続され
た発光素子駆動電流制御回路１０にこのスイッチング回
路２０を直列に接続し、−力発光素子を流れる電流を電
流モニタ回路３０で検出すると同時に周囲温度を検出し
、これらの検出信号を加算した後に差検出回路４０にて
基準値との差を検出し、この差信号を上記発光素子駆動
回路１０にフィードバックすることにより発光素子への
通電を制御するものである。

即ち、本発明によれば入力信号に応じて発光素子への通
電を制御する発光素子駆動回路であって、該発光素子へ
の通電を制御する発光素子駆動電流制御回路と、該発光
素子駆動電流制御回路に直列に接続され該入力信号に応
じて開閉するスイッチング回路と、該発光素子への通電
量を検出する電流モニタ回路と、周囲温度を検出する温
度モニタ回路と、該電流モニタ回路からの信号と該温度
モニタ回路からの信号を加算する加算回路と、基準電圧
を発生する基準電圧発生回路と、該加算回路からの信号
電圧と該基準電圧の差に応じた信号を出力する差検出回
路とからなり、該差検出回路の出力信号を該発光素子駆
動電流制御回路に制御信号として与える構成としたこと
を特徴とする温度補償型発光素子駆動回路が提供される
。

［作用ｊ本発明は上述の構成としたため、発光素子が点灯中に周
囲温度に変化があった場合、温度モニタ回路の出力が変
化して発光素子の発光パワー、即ち発光強度の変化を打
ち済すよう、フイードバッり制御を行うことを可能とし
ている。更に入力信号がＨレベルのときはフィードバッ
ク制御により発光素子の駆動電流は一定に保たれ、又入
力信号がＬレベルのときは、上記スイッチング回路も発
光素子駆動電流制御回路も非通電状態となるので無駄な
消費電流を防止することができる。

［実施例］以下実施例によって本発明をより詳細に説明する。

第２図は本発明の温度補償型発光素子駆動回路の実施例
を示す回路図である。第２図において１２は発光素子で
あり、ＬＥＤ又は半導体レーザ等が用いられる。１４は
発光素子１２の通電を制御するためのトランジスタであ
り、そのコレクタ〜エミッタ通路が発光素予見に直列に
接続されている。図示の実施例では発光索子１２の７ノ
ードが直流電源端子＋■に又カソードがトランジスタ１
４のコレクタに接続されている。１６はトランジスタ１
４のベースに接続された抵抗であり後述する差動増幅器
４２の出力信号を伝達する。上記発光素子１２、トラン
ジスタ１４、抵抗１６からなる部分は第１図の発光素子
駆動電流回路１０に相当する。２２はトランジスタであ
り、そのコレクタ〜エミッタ通路が前記トランジスタ１
４のコレクタ〜エミッタ通路に直列に接続されている。

トランジスタ２２のベースは入力端子６０に接続されて
いる。このトランジスタＺ２が第１図のスイッチング回
路２０に相当する。

上記トランジスタ２２のエミッタと接地間にはダイオー
ド３６と抵抗３２の直列回路が接続されている。

この抵抗３２は第１図の電流モニタ回路３０に相当し、
そこを流れる電流に比例した電圧Ｖｍを両端子間に発生
する。一方、上記ダイオード３６は第１図の電流モニタ
回路３５に相当し、周囲温度に反比例した電圧Ｖｔをそ
の両端に生ずる。かかるダイオードとしては、一般のシ
リコンダイオードが用いられる。トランジスタ２２のエ
ミッタと上記抵抗３２の接続点は前記差動増幅器４２と
して用いられるオペアンプの反転入力端子（−）へ接続
されている。一方オペアンプ４２の非反転入力端子（＋
）には第１図の基準電圧発生回路５０を構成する抵抗５
２とツェナーダイオード５４の直列回路からの基準直流
電圧Ｖｒが与えられている。この直列回路は図示の如く
直流電圧端子＋Ｖと接地間に接続されている。

次に上記第２図の実施例の動作について説明する。入力
端子６０には図示しない回路からデノタル信号が入力さ
れている。今、このデノタル信号がＨレベルであるとす
ると、トランジスタ１４．２２が導通し、発光素子１２
に駆動電流■が流れる。この駆動電流工はトランジスタ
１４のコレクタ〜エミッタ通路及びトランジスタ２２の
コレクタ〜エミッタ通路を介して抵抗３２に流入するの
で、抵抗３２の両端には駆動電流Ｉに比例した電圧降下
Ｖｍが発生する。即ち、抵抗３２は第１図の電流モニタ
回路３゜として作用するのである。

一方、ダイオード３６の両端には曲述の順方向電圧Ｖｔ
が発生しているから、この電圧Ｖしと抵抗３Ｚの両端間
に発生した電圧Ｖｍの和Ｖｓ＝Ｖｔ十Ｖｍがオペアンプ
４２へ送られツェナーダイオード５４によって定められ
る基１電圧Ｖｒとの差が検出される。

従ってオペアンプ４２の出力には差電圧Ｖｄ＝Ｖｒ−Ｖ
ｓが得られ、この差電圧Ｖｄは抵抗１６を介してトラン
ジスタ１４のベースにバイアスとして与えられる。

まず最初に周囲温度が一定していて、ダイオード３６の
両端電圧Ｖｔが一定の場合について説明する。今、発光
素子１２の駆動電流Ｉが何らかの原因で増加したとする
。■が増加すると抵抗３２における電圧降下Ｖｎ＋が増
大するのでオペアンプ４Ｚの出力である差電圧Ｖｄが減
少する。従ってトランジスタ１４のベースバイアス電圧
が低下し、駆動電流工が減少する。■が減少すると抵抗
３２による電圧降下Ｖｍも減少し、よってＶｓ＝Ｖｔ＋
Ｖｍも減少しオペアンプ４２の出力電圧Ｖｄが上昇する
。従ってトランジスタ１４のベースバイアス電圧が上昇
して駆動電流■が増加する。このようなフィードバック
制御により、入力信号がＨレベルの期間内においては、
発光素子１２の駆動電流Ｉは常時一定に保たれる。

次に入力信号がＬレベルになったとすると、トランジス
タ２２が非導通状態となるため発光素子１２の駆動電流
Ｉは流れなくなり発光索子１２は消灯する。■がＯとな
るため抵抗３２における電圧降下ｖ１１は０となり、が
っ、ダイオード３６の順方向電圧Ｖｔも０となるため、
Ｖｓ＝０となる。従ってオペアンプ４２の出力電圧Ｖｄ
はＶｄ＝Ｖｒとなり、この電圧Ｖｄが抵抗１６を介して
トランジスタ１４のベースに与えられているので、入力
信号が次にＨレベルとなったときには、トランジスタ１
４．２２双方共導通状態となることができる。

以上の説明は周囲温度が一定の場合であったが、周囲温
度が変化すると、駆動電流■が一定であっても発光素子
１２の発光強度が低下する。かかる発光強度の変動は次
のように防止される。前述の如く周囲温度の上昇に伴い
ダイオード３６の順方向電圧Ｖｔが低下するから、抵抗
３２の両端電圧Ｖｍが一定であってもＶｓ＝Ｖｔ＋Ｖｍ
は減少する。従ってオペアンプ４２の出力電圧Ｖｄは増
加し、発光素子駆動電流Ｉを増大せしめて発光強度を強
める。一方、逆に周囲温度が低下した場合には発光強度
が増大するが、今度は上記とは逆にＶｔの増大→Ｖｓの
増大→Ｖｄの減少というような動作により駆動電流Ｉを
減少せしめて発光強度を弱める。

［発明の効果］上述の如く本発明による温度補償型発光素子駆動回路に
おいては、簡単な回路構成によって周囲温度の変化によ
る発光素子の発光強度の変動が効果的に防止され、発光
時には常時一定の発光強度に保たれる。従って従来の回
路に必要であった光分岐や受光素子は不要となった。又
、発光素子が点灯中は定電流制御がなされ、発光素子が
消灯中は無駄な電流の消費を防止することが可能である
。

従ってデユーティ比の小さい入力信号で発光素子を駆動
する場合には、従来の回路と比較すると回路全体の消費
電力を低下させることができるという特長がある。

【図面の簡単な説明】

！＠１図は本発明の温度補償型発光素子駆動回路の原理
を示すブロック図、第２図は本発明の温度補償型発光素
子駆動回路の一実施例を示す回路図、第３図は従゛米の
オートパワーコントロール回路による発光素子駆動回路
の一例を示す回路図である。１０・・・発光素子駆動電流制御回路、１２・・・発光
素子、１４・・・　トランジスタ、１６・・・抵抗、２０・・・　スイッチング回路、２２・・・　トランジスタ、３０・・・定電流モニタ回路、３５・・・温度モニタ回路、３６　・・・　ダイオード、３２・・・抵抗、４０・・・差検出回路、４２・・・差動増幅器、５０・・・基準電圧発生回路、５２・・・抵抗、５４　・・・　ツェナーダイオード、６０・・・入力端子、 ■　・・・発光素子駆動電流、Ｖｍ・・・電圧降下、Ｖｔ・・・ダイオード順方向電圧、 ■「・・・基準電圧Ｖｃｌ・・・差電圧、十■　・・・直流電源端子。発明者　岡　１）　博　司斎Ｉｌ　　憲敬奥　　野　　　幹　　広

Claims

【特許請求の範囲】

（１）入力信号に応じて発光素子への通電を制御する発
光素子駆動回路であって、該発光素子への通電を制御す
る発光素子駆動電流制御回路と、該発光素子駆動電流制
御回路に直列に接続され該入力信号に応じて開閉するス
イッチング回路と、該発光素子への通電量を検出する電
流モニタ回路と、周囲温度を検出する温度モニタ回路と
、該電流モニタ回路からの信号と該温度モニタ回路から
の信号を加算する加算回路と、基準電圧を発生する基準
電圧発生回路と、該加算回路からの信号電圧と該基準電
圧の差に応じた信号を出力する差検出回路とからなり、
該差検出回路の出力信号を該発光素子駆動電流制御回路
に制御信号として与える構成としたことを特徴とする温
度補償型発光素子駆動回路。
（２）該発光素子駆動電流制御回路が該発光素子に直列
に接続されたコレクタ〜エミッタ通路を有するトランジ
スタであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の温度補償型発光素子駆動回路。
（３）該スイッチング回路が該発光素子と該トランジス
タの直列回路に直列に接続されたトランジスタからなる
ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の温度補償
型発光素子駆動回路。
（４）該電流モニタ回路が該発光素子に直列に接続され
た抵抗からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の温度補償型発光素子駆動回路。
（５）該温度モニタ回路が該発光素子に直列に接続され
たシリコンダイオードからなることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の温度補償型発光素子駆動回路。
（６）該加算回路が該温度モニタ回路と該電流モニタ回
路を直列に接続する手段からなることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の温度補償型発光素子駆動回路。
（７）該差検出回路が差動増幅器からなり、その出力信
号を該制御信号として該発光素子駆動電流制御回路を構
成する該トランジスタのベースに与える構成であること
を特徴とする特許請求の範囲第２項記載の温度補償型発
光素子駆動回路。