ZHDA059 February 2026 DAC121S101-SEP , DAC121S101QML-SP , TPS7H4011-SEP , TPS7H4011-SP
簡(jiǎn)介
本應(yīng)用簡(jiǎn)報(bào)介紹了一款數(shù)字控制的高電流激光二極管驅(qū)動(dòng)器，用于實(shí)現(xiàn)航天光學(xué)通信終端 (OCT) 的精密對(duì)齊和跟蹤。此設(shè)計(jì)使用航天級(jí)元件和閉環(huán)電流調(diào)節(jié)功能來(lái)提供 0A 至 12A 的可調(diào)節(jié)恒流輸出。通過 SPI 控制的數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC) 對(duì)輸出電流水平進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)對(duì)激光二極管所需的精確控制。該設(shè)計(jì)尺寸約為 1.5 英寸 × 2 英寸。
應(yīng)用
基于激光的光學(xué)通信終端依靠高度穩(wěn)定和精確的校準(zhǔn)激光器，在極端距離上實(shí)現(xiàn)可靠數(shù)據(jù)傳輸。此類系統(tǒng)中的瞄準(zhǔn)、捕獲和跟蹤 (PAT) 激光器必須以精確的恒定電流而非恒定電壓驅(qū)動(dòng)，以確保安全運(yùn)行、光學(xué)穩(wěn)定性和較長(zhǎng)的器件壽命。
系統(tǒng)概述
激光二極管需要精密的恒流源而非恒壓源，如此才可安全高效地運(yùn)行。如果控制不當(dāng)，電壓或溫度的變化可能會(huì)導(dǎo)致破壞性電流失控。此設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)基于降壓轉(zhuǎn)換器的電流源，其中輸出電流通過精密分流電阻器的反饋得到調(diào)節(jié)。控制環(huán)路調(diào)節(jié)降壓開關(guān)占空比，以保持要求的電流水平。輸出電流由航天級(jí)數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC) 通過 SPI 接口進(jìn)行數(shù)字編程，從而實(shí)現(xiàn)精細(xì)的分辨率調(diào)節(jié)和遠(yuǎn)程控制。
主要特性
- 可調(diào)節(jié)輸出電流：0A 至 12A
- 可數(shù)字編程：SPI 控制的 DAC
- SP 或 SEP 航天級(jí)元件，適用于地球靜止軌道 (GEO) 和低地球軌道 (LEO) 任務(wù)剖面
- 高精度恒流調(diào)節(jié)
- 緊湊設(shè)計(jì)尺寸：約 1.5" x 2"
電路說(shuō)明和方框圖
該設(shè)計(jì)采用配置為電流源的降壓轉(zhuǎn)換器。與激光二極管串聯(lián)的低阻值分流電阻器負(fù)責(zé)檢測(cè)輸出電流。分流器上的電壓反饋至控制器以閉合控制環(huán)路。為設(shè)置電流輸出的水平，DAC121S101SEP 航天級(jí) DAC 會(huì)為電流環(huán)路提供可編程的基準(zhǔn)。DAC 通過 SPI 總線得到控制，以便在系統(tǒng)運(yùn)行期間實(shí)現(xiàn)電流調(diào)節(jié)。
測(cè)試
我們根據(jù)圖 1 中的方框圖連接了 DAC121S101SEP 和 TPS7H4011-SEP EVM，以對(duì)電路進(jìn)行測(cè)試。在驗(yàn)證期間，DAC 值由通過 USB 連接到 PC 的 PHI 接口板更新。該配置允許快速評(píng)估電流階躍、穩(wěn)定性和瞬態(tài)響應(yīng)。
圖 1 簡(jiǎn)化版方框圖
圖 2 測(cè)試數(shù)據(jù)