技术摘要：
本发明涉及一种激光器前向电压的多通道低功耗APC控制电路与方法，包括多通道激光器件、外环控制器、内环PID控制器，多通道激光器件分别与外环控制器、内环PID控制器电连接，外环控制器向多通道激光器件输出一个初始前向电压，确保所有的激光器都工作在锁定状态，内环PI  全部
背景技术：
对激光器的传统APC控制，是使用电源控制器对激光器输出定值电压，使得所有的 激光器都工作在锁定状态即可，然而这样的方式会导致电能的浪费，具体表现在两方面：1) 为了使激光器能够工作，给定的初始电压往往会比工作一段时间后的所需电压大，导致电 能浪费；2)由于各个激光器本身的特性或参数不一，各个激光器工作所需的最低电压也不 同，统一采用一个定值电压势必会造成功耗低的激光器浪费电能。
技术实现要素：
本发明的目的在于改善现有技术中所存在的不足，提供一种激光器前向电压的多 通道低功耗APC控制电路和方法，通过内环和外环的相互配合控制，调节对激光器输出的电 压，使得激光器工作在功耗最低的锁定状态。 为了实现上述发明目的，本发明实施例提供了以下技术方案： 一种激光器前向电压的多通道低功耗APC控制电路，包括多通道激光器件、外环控 制器、内环PID控制器，其中： 多通道激光器件，分别与外环控制器、内环PID控制器电连接，根据外环控制器和 内环PID控制器的调节，改变多通道激光器件的工作状态，使其工作在锁定状态； 外环控制器，向多通道激光器件输出初始前向电压，并根据内环PID控制器反馈的 每个激光器件的工作状态再对多通道激光器件输出的第二电压进行调节； 内环PID控制器，接收多通道激光器件反馈的工作状态，并根据多通道激光器件反 馈的工作状态对多通道激光器件输出的第一电压进行调节，同时将多通道激光器件的工作 状态反馈给外环控制器。 由于外环控制器向多通道激光器件输出的初始前向电压是保证了多通道激光器 件中所有激光器都能工作在锁定状态的最大电压值，但实际激光器可能不需要使用这么高 的功耗，那么这样会造成功耗浪费，因此本方案结合内环PID控制器和外环控制器的相互配 合，根据内环PID控制器接收到的多通道激光器反馈的工作状态，通过内环PID控制器和外 环控制器调节对多通道激光器件的输出的电压，形成APC闭环控制，使得多通道激光器能工 作在临界锁定状态，即工作在功耗最低的锁定状态，通过内、外环共同调节对多通道激光器 输出的电压，降低激光器件工作时所使用的功耗。 更进一步地，为了更详细的说明所述多通道激光器件的组成，所述多通道激光器 件包括N组激光器件，每组所述激光器件包括LD激光器、感应LD激光器的PD受光器，所述PD 受光器与内环PID控制器连接，用于感应LD激光器的工作状态，并将LD激光器的工作状态转 换为电压信号反馈至内环PID控制器。 4 CN 111600196 A 说　明　书 2/6 页 本方案使用PD受光器感应LD激光器的工作状态，内环PID控制器接收到的PD受光 器反馈的LD激光器工作状态即为LD激光器的功率。 更进一步地，为了更详细的说明所述外环控制器的组成，所述外环控制器包括外 环DAC控制器、DC-DC控制器，所述外环DAC控制器与DC-DC控制器电连接；外环DAC控制器给 定DC-DC控制器初始前向电压，DC-DC控制器根据外环DAC控制器给定的初始前向电压同时 向N组激光器件供电。 更进一步地，每组所述激光器件还包括三极管，所述三极管的基极与内环PID控制 器电连接，三极管的集电极与DC-DC控制器电连接，三极管的发射极与LD激光器电连接。 所述内环PID控制器通过三极管的基极对LD激光器输出的第一电压进行调节，即 对LD激光器输出的第一电压为三极管的基极电压，所述DC-DC控制器通过三极管的集电极 对LD激光器输出的第二电压进行调节，即对LD激光器输出的第二电压为三极管的集电极电 压。 一种激光器前向电压的多通道低功耗APC控制方法，包括以下步骤： 外环控制器向多通道激光器件输出初始前向电压，使得多通道激光器件工作在锁 定状态，且多通道激光器件将工作状态反馈至内环PID控制器； 内环PID控制器根据多通道激光器件反馈的工作状态，对多通道激光器件输出的 第一电压进行调节，使得多通道激光器件工作在锁定状态，同时记录和更新多通道激光器 件的工作状态，并反馈至外环控制器； 外环控制器根据内环PID控制器反馈的多通道激光器件的工作状态再对多通道激 光器件输出的第二电压进行调节，直到多通道激光器件工作在临界锁定状态。 更进一步地，为了更详细的说明所述外环控制器向多通道激光器件输出初始前向 电压，使得多通道激光器件工作在锁定状态，且多通道激光器件将工作状态反馈至内环PID 控制器的步骤，包括： 所述外环控制器中的外环DAC控制器给定DC-DC控制器初始前向电压； DC-DC控制器根据外环DAC控制器给定的初始前向电压，向N组激光器件输出电压， 使得N组激光器件中的所有LD激光器都工作在锁定状态； N组激光器件中各LD激光器对应的PD受光器感应LD激光器的工作状态，并将LD激 光器的工作状态转换为电压信号反馈至内环PID控制器。 更进一步地，所述LD激光器工作在锁定状态，是指LD激光器的输出功率工作在设 定值范围内； 所述PD受光器感应LD激光器的工作状态，并将激光器的工作状态转换为电压信号 反馈至PID控制器，是指PD受光器感应LD激光器发出的激光，并将感应的激光转换为电压信 号，再将电压信号反馈至内环PID控制器；所述电压信号代表LD激光器的功率。 更进一步地，为了更详细的说明所述内环PID控制器根据多通道激光器件反馈的 工作状态，对多通道激光器件输出的第一电压进行调节，使得多通道激光器件工作在锁定 状态，同时记录和更新多通道激光器件的工作状态，并反馈至外环控制器的步骤，包括： 所述内环PID控制器根据各个PD受光器反馈的电压信号进行PID计算，依据计算结 果分别调节对各LD激光器输出的第一电压，使得各个LD激光器工作在锁定状态；内环PID控 制器将记录和更新每个LD激光器件的工作状态并反馈至外环控制器。 5 CN 111600196 A 说　明　书 3/6 页 更进一步地，为了更详细的说明所述外环控制器根据内环PID控制器反馈的多通 道激光器件的工作状态再对多通道激光器件输出的第二电压进行调节，直到多通道激光器 件工作在临界锁定状态的步骤，包括： 所述外环控制器的外环DAC控制器根据内环PID控制器反馈的激光器件的工作状 态，增加对DC-DC控制器输出的DAC信号，使得DC-DC控制器降低对所有LD激光器输出的第二 电压，直到出现某一LD激光器不工作在锁定状态时，停止增加对DC-DC控制器输出的DAC信 号； 外环DAC控制器反向降低对DC-DC控制器输出的DAC信号，使得DC-DC控制器增加对 所有LD激光器输出的第二电压，直到所有的LD激光器恢复工作在锁定状态，停止降低对DC- DC控制器输出的DAC信号，使得所有LD激光器工作在临界锁定状态。 与现有技术相比，本发明的有益效果： (1)本发明使用内环PID控制器和外环控制器相互配合控制，调节对LD激光器输出 的电压，使得多通道的LD激光器都工作在功耗最低的锁定状态，降低LD激光器使用的功耗。 (2)本发明使用PD受光器感应LD激光器发出的激光，再将感应的激光转换为电压 信号反馈至内环PID控制器，由内环PID控制器根据LD激光器的当前功率进行PID算法的计 算，得出对LD激光器输出电压进行调节的策略，结合PID算法可快速准确的计算出调节的力 度。 (3)本发明使用PID控制器对PD受光器反馈的激光器工作状态进行计算得出调节 的策略后，对激光器输出的电压进行调节，同时记录和更新调节内环PID控制器调试后的每 一个激光器的工作状态，并反馈给外环控制器，当所有激光器均工作在锁定状态，则采用步 进法降低外环控制器输出的电压，直到某一激光器无法工作在锁定状态时，再以相同的步 进增加外环控制器输出的电压，直到所有的激光器重新工作在锁定状态，以达到激光器都 能工作在功耗最低的锁定状态的目的。 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为本发明实施例提出的APC控制电路原理图； 图2为本发明实施例提出的APC控制器电路中外环控制器的电路原理图(图1的部 分放大)； 图3为本发明实施例提出的APC控制器电路中任一组激光器件的电路原理图(图1 的部分放大)。