相關申請的交叉引用

本申請要求2014年11月24日提交的題為“efficienthighspeedhighpowercurrentdriverfordiodes(用于二極管的高效高速高功率電流驅(qū)動器)”的序號為62/083,787的美國專利申請的優(yōu)先權，其全部內(nèi)容通過引用并入本文，用于所有意圖和目的。

背景技術：

用于商業(yè)和科學應用的激光解決方案產(chǎn)品的供應商通常在努力將特定產(chǎn)品推向市場時遇到許多障礙。例如，開發(fā)新的實現(xiàn)特定電路所需的投資在許多情況下可能是非常昂貴的。為了解決這樣的問題和其他問題，考慮了用于二極管激光器系統(tǒng)的電流驅(qū)動器電路的架構的實施方案，由此電路相對于組件和連接的數(shù)量而言是模塊化的并且是最小復雜度的。通過擴展，電路可能不太容易發(fā)生故障，并且在系統(tǒng)開發(fā)和維護方面可以實現(xiàn)顯著的節(jié)省。

發(fā)明概述

顯示和描述用于二極管激光器系統(tǒng)的電流驅(qū)動器電路的架構的實施方案，由此電路關于組件和連接的數(shù)量而言是模塊化的并且是最小復雜度的。電路是模塊化的，因為相同的電路可以用于驅(qū)動許多不同的二極管負載，僅盡可能少地改變電壓偏置的大小以偏移電路的工作點。電路的架構不需要改變。例如，電路的一些或所有組件可以表現(xiàn)出60v或更小的順從電壓，這是有利的，因為不需要高電壓pcb板的認證或驗證，并且電路可以通過二極管負載在200a或大于200a下來調(diào)節(jié)并進行快速調(diào)制(例如0-100khz，占空比0-100％)?？梢岳胐c偏移電壓來補償二極管負載的導通或拐點電壓，并且因此電路可以在100v下驅(qū)動與二極管負載串聯(lián)的附加二極管，例如，即使在二極管負載的變化的情況下也處于相同的電流水平，并且符合規(guī)格。盡管如此，這是大于電路的60v順從電壓的100v電壓電平。此外，可以通過并聯(lián)連接電流驅(qū)動器電路的相同模塊來實現(xiàn)功率縮放方面。此外，由于電路的特定部件可以通過單個板載pcb電路組件或元件來實現(xiàn)，所以該電路可能相對于部件和連接的數(shù)量而言復雜度最小。提供dc偏移電壓的電源可能不是板載電路組件或元件。二極管負載也是如此?？梢栽O想，電路可以以其他方式實現(xiàn)，由此可以將其它電路內(nèi)置到電流驅(qū)動器電路中。雖然將會產(chǎn)生額外的開發(fā)和組件成本，并可能表現(xiàn)出額外的失敗機制，但在某些情況下，這種替代方案可能是有益的。

附圖說明

圖1是根據(jù)本公開的二極管激光器系統(tǒng)的框圖。

圖2是圖1所示的系統(tǒng)的第一電路圖。

圖3是圖1所示的系統(tǒng)的第二電路圖。

圖4是根據(jù)本公開的第一i-v特性的圖表。

圖5是根據(jù)本公開的第二i-v特性的圖表。

圖6是根據(jù)本公開的電流調(diào)節(jié)器的電路圖。

圖7是圖6所示的調(diào)節(jié)器的開關響應的圖表。

圖8是根據(jù)本公開的功率縮放方面的框圖。

發(fā)明詳述

示出并描述了用于二極管激光器系統(tǒng)的電流驅(qū)動器電路的架構的實施方案，由此電路關于組件和連接的數(shù)量而言是模塊化的并且是最小復雜度的。通過擴展，電路可能不太容易發(fā)生故障，并且在系統(tǒng)開發(fā)和維護方面可以實現(xiàn)顯著的節(jié)省。雖然不限于此，但是可以從以下結(jié)合附圖的討論中獲得本公開的各個方面的理解。

例如，圖1示出了根據(jù)本公開的二極管激光器系統(tǒng)100的實施方案的框圖，等效地是激光二極管系統(tǒng)100。通常，二極管激光器系統(tǒng)100是用于材料處理和工業(yè)應用的千瓦級激光系統(tǒng)(例如，用于固態(tài)激光器的光泵浦)。然而，本領域技術人員將理解，如下所述的二極管激光器系統(tǒng)100可以用于其他應用，例如低功率led驅(qū)動器應用。此外，本領域技術人員將理解，如下所述的二極管激光器系統(tǒng)100可以包括除了所示的以外的多個元件或組件。然而，為了簡潔起見，針對這些元件或組件的討論被省略。

二極管激光器系統(tǒng)100包括電源102、電流驅(qū)動器104和激光二極管負載106。在一些實施方案中，電流驅(qū)動器104單獨構建在低電壓額定電路板上，因此電流驅(qū)動器104的組件不具有大于60v的順從電壓。這是有利的，因為這樣的電路板將不經(jīng)受高壓認證或驗證。電源102包括ac/dc轉(zhuǎn)換器108，電流驅(qū)動器104包括電流調(diào)節(jié)器110和開關元件112，并且二極管負載106包括二極管堆114。二極管堆114包括一串激光二極管，諸如作為每12個串聯(lián)連接的激光二極管的兩個串聯(lián)堆。在該實施例中，假設二十四個串聯(lián)連接的激光二極管中的每一個具有約1.9v的導通電壓，二極管堆114具有約45.6v的導通電壓。這些值僅用于示例目的。其他的實施例也是可以的。

在操作中，ac/dc轉(zhuǎn)換器108從ac輸入電壓116(或替代地，可以利用dc輸入電壓)生成第一dc電源電壓(vdc1)118和第二dc電源電壓(vdc2)120以為電流驅(qū)動器104供電。電流驅(qū)動器104又產(chǎn)生驅(qū)動電流(idc)122以驅(qū)動二極管負載106。驅(qū)動電流122的值或幅度是可編程的，并且由驅(qū)動電流設定點124定義或者是驅(qū)動電流設定點124的函數(shù)。通過組合來自二極管堆114的多個串聯(lián)連接的激光二極管中的每一個的光發(fā)射來形成激光輸出126。

第一dc電源電壓118還偏置開關元件112和電流調(diào)節(jié)器110的工作點，以使得電流驅(qū)動器104能夠驅(qū)動二極管堆114，即使二極管堆114的導通或拐點電壓(例如，vk＝45.6v)大于電流調(diào)節(jié)器110的順從電壓(例如，vc＝41.5v)。電流調(diào)節(jié)器110的順從電壓是電流調(diào)節(jié)器110在正常操作條件下嘗試提供編程電流(例如驅(qū)動電流122)時將輸出的最大電壓。類似地，電流調(diào)節(jié)器110的順從電壓范圍是電流調(diào)節(jié)器110在正常操作條件下嘗試提供編程電流(例如，驅(qū)動電流122)時將輸出的電壓值的范圍。換句話說，在其(順從電壓范圍)限制內(nèi)，電流調(diào)節(jié)器110可以保持恒定的(編程的)電流輸出。

電流調(diào)節(jié)器110的順從電壓范圍的幅度由電流調(diào)節(jié)器110的順從電壓來定義。例如，當電流調(diào)節(jié)器110的順從電壓為60v時，驅(qū)動電壓電平可取范圍0v-60v(含)，或60v-120v(含)或120v-180v(含)，而電流調(diào)節(jié)器110保持在0v-60v的順從電壓范圍內(nèi)。二極管激光器系統(tǒng)100，特別是二極管激光器系統(tǒng)100的電流驅(qū)動器104的第一和第二示例性的模塊化和最小復雜度的實現(xiàn)被示出并結(jié)合圖2和圖3進行描述。

圖2示出了圖1的二極管激光器系統(tǒng)100的第一電路圖200。圖3示出了圖1的二極管激光器系統(tǒng)100的第二電路圖300。如圖2所示，電流驅(qū)動器104的開關元件112被實現(xiàn)為大功率、高增益pmos晶體管。如圖3所示，電流驅(qū)動器104的開關元件112被實現(xiàn)為大功率、高增益nmos晶體管?？梢栽O想，nmos晶體管可以并入到第一電路圖200的架構中，而不是pmos晶體管。然而，在這樣的實施方案中，將圍繞nmos晶體管構建附加電路(例如，測量驅(qū)動電流、啟用/禁用晶體管等)，因此第一電路圖200的架構將比如圖2和圖3中所示的更復雜。

另外，本領域技術人員將理解，第一電路圖200的架構是第二電路圖300的架構的反向版本，反之亦然。因此，盡管本文中參照圖2的第一電路圖200討論了本發(fā)明的特征或方面，由第一電路圖200所示的電路的相同或相似的操作原理適用于圖3的第二電路圖300所示的電路。然而，實際上，第一電路圖200的電流驅(qū)動器104通常是電流源，而第二電路圖300的電流驅(qū)動器104通常是電流吸收器。

參考圖2，ac/dc轉(zhuǎn)換器108從ac輸入電壓116生成vdc1和vdc2。vdc1和vdc2中的每一個具有固定的調(diào)節(jié)后的dc電壓，例如vdc1＝vdc2＝41.5v。然而，其他的實施例是可能的。例如，由于這種電源相對便宜并且通常被廣泛使用且可用，因此利用展示24v、48v、54v等的電源電壓的一個或多個商品電源可能是有利的。另外，雖然圖2中示出了兩個電池或電源電壓。其他配置或布置是可能的。例如，可以利用三個或更多個電池或電源電壓，例如三個電池或每個為48v的電源電壓，由此vdc1＝96v和vdc2＝vdc1+48v＝144v。當例如二極管堆114包括三個串聯(lián)連接的二極管堆時，這樣的配置可能是有利的，其中每個二極管堆具有40v的導通電壓，使得二極管堆114的導通電壓為120v。在這個和其他類似的實施例中，電流驅(qū)動器104，更具體地電流調(diào)節(jié)器110可以驅(qū)動二極管堆114，即使電流調(diào)節(jié)器110的順從電壓小于二極管堆114的導通電壓。

例如，如圖2所示，vdc1和vdc2串聯(lián)連接，由此vdc1和(vdc1+vdc2)分別作為電流調(diào)節(jié)器110的底部電源軌和頂部電源軌提供。電壓電平vdc1和(vdc1+vdc2)相對于由dc電源118的陰極和二極管堆114共享的公共節(jié)點。有利地，這種配置有效地偏置或偏移電流調(diào)節(jié)器110的工作點以使電流調(diào)節(jié)器110能夠完全驅(qū)動二極管堆114，即使二極管堆114的導通電壓(例如，vk＝45.6v)大于電流調(diào)節(jié)器110的順從電壓(例如，vc＝41.5v)。這在圖4中進一步示出。

圖4示出了本公開的二極管激光器系統(tǒng)100的某些電壓映射的圖表400。特別地，如圖4所示的二極管特性402對應于二極管堆114的i-v特性，由此電壓vk對應于二極管堆114的導通電壓(例如，vk＝45.6v)。二極管堆114的導通電壓以及對應于二極管特性402的整個高電流部分的電壓范圍落在對應于電流調(diào)節(jié)器110的正常工作范圍的電壓范圍內(nèi)。這一點因為，如上所述(vdc1+vdc2)對應于電流調(diào)節(jié)器110的頂部電源軌(例如，vdc1+vdc2＝41.5v+41.5v＝83v)，并且vdc1對應于電流調(diào)節(jié)器110的底部電源軌(例如，vdc1＝41.5v)。本領域技術人員將理解，由于電流調(diào)節(jié)器110正在閉環(huán)工作，因此在正常工作期間由電流調(diào)節(jié)器110輸出的最大驅(qū)動電壓和最小驅(qū)動電壓分別對應于電流調(diào)節(jié)器110的頂部電源軌和底部電源軌。以這種方式，電源電壓配置圖如圖2(和圖3)所示有效地偏置或偏移電流調(diào)節(jié)器110的工作點，使得電流調(diào)節(jié)器110能夠完全驅(qū)動二極管堆114，即使二極管堆114的導通電壓大于電流調(diào)節(jié)器110的順從電壓。

當如圖2(或圖3)所示連接時，pmos晶體管112(或圖3的nmos晶體管112)是監(jiān)視或檢測由電流調(diào)節(jié)器110輸出的驅(qū)動電壓并作出相應響應的有源組件。更具體地，如圖2所示連接的pmos晶體管112是自調(diào)節(jié)的，因此可以被認為是響應特定激勵而改變其狀態(tài)的傳感器。例如，當電流調(diào)節(jié)器110的驅(qū)動電壓電平超過二極管堆114的拐點或?qū)妷簳r，vsg為正。由于pmos晶體管112的柵極節(jié)點連接到vdc1(例如，vsg>vk-vdc1＝45.6v-41.5v＝4.1v)并且vsg超過pmos晶體管112的柵極閾值電壓(vsgt)，所以pmos晶體管112“導通”和pmos晶體管112的柵極閾值電壓通常在2v-4v的范圍內(nèi)。另外，在這種情況下，由于pmos晶體管112處于導通狀態(tài)，vsd基本為零。pmos晶體管112的源極節(jié)點處的電壓電平跨二極管堆114幾乎完全降落，因為跨二極管堆114和pmos晶體管112的源極/漏極節(jié)點之間的電壓降的總和大約等于在pmos晶體管112的源極節(jié)點處的電壓(例如，vsd＝vs-vdiode～45.6v-45.6v～0v)。以這種方式，當驅(qū)動電壓電平超過二極管堆114的拐點電壓時，pmos晶體管112是低阻抗或高導電組件。

相比之下，當電流調(diào)節(jié)器110的驅(qū)動電壓電平和vdc1之間的差減小到小于pmos晶體管112的柵極閾值電壓(vstst)時，pmos晶體管112轉(zhuǎn)變?yōu)楦咦杩够虻蛯щ娊M件。更具體地說，當電流調(diào)節(jié)器110的驅(qū)動電壓電平和柵極電壓(vsg)之間的差低于柵極閾值電壓并且正在減小時，pmos晶體管112從低阻抗“導通”狀態(tài)變?yōu)殚]環(huán)調(diào)節(jié)狀態(tài)。當電流調(diào)節(jié)器110調(diào)節(jié)到低電流設置并且通過降低其輸出電壓來執(zhí)行或?qū)崿F(xiàn)調(diào)整時，情況如此。

電流調(diào)節(jié)器110、pmos晶體管112和二極管堆114是電串聯(lián)并且傳導相同量的電流。由電流調(diào)節(jié)器110產(chǎn)生的“低”電流降低二極管堆114上的電壓，甚至低于二極管堆114的拐點電壓。在柵極閾值電壓以下，pmos晶體管112的阻抗增加，因此vsd增加，與二極管堆114上降落的電壓相加。這充當閉環(huán)反饋。為了減小電流，電流調(diào)節(jié)器110降低其輸出電壓；這減少vsg，導致vsd增加。這再次降低了二極管堆114上的電壓降。最終情況將是0a要求，其將電流調(diào)節(jié)器110的輸出電壓降低到vdc1和vsg至0v。在這種情況下，源極和漏極之間的阻抗將是高的，vsd電壓將約為vdc1。此時，沒有電流通過二極管堆114或通過二極管堆114的電流接近零，并且在二極管堆114上幾乎不發(fā)生電壓降。以這種方式，當電流調(diào)節(jié)器110的驅(qū)動電壓電平和vdc1之間的差減小到小于pmos晶體管112的柵極閾值電壓時，pmos晶體管112轉(zhuǎn)變成高阻抗組件。如圖2所示連接的pmos晶體管112的自調(diào)節(jié)特性在圖5中進一步證明。

圖5示出了圖2的二極管激光器系統(tǒng)100的某些節(jié)點電壓的圖表500。特別地，如圖5所示的第一特性502描述了作為由電流調(diào)節(jié)器110提供的驅(qū)動電流的函數(shù)的二極管堆114的電壓特性。該特性類似于上面結(jié)合圖4討論的二極管特性402。如圖5所示的第二特征504描述了作為電流調(diào)節(jié)器110提供的驅(qū)動電流的函數(shù)的pmos晶體管112的vsg的電壓特性。vsg最初為零，然后隨著電流調(diào)節(jié)器110的驅(qū)動電壓電平接近vdc1+vgst，增加到vsgt。如圖5所示的第三特性506描述了作為由電流調(diào)節(jié)器110提供的驅(qū)動電流的函數(shù)的pmos晶體管112的vsd的電壓特性。vvd最初處于vdc1，然后當電流調(diào)節(jié)器110的驅(qū)動電壓電平超過vdc1+vgst時基本為零。由于pmos晶體管112的高增益，在閾值處或閾值以上的vsd中的斜率基本為零。

為了良好的近似，pmos晶體管112是完美或理想的mosfet，這意味著在正常工作條件下，pmos晶體管112的柵極/源極節(jié)點和柵極/漏極節(jié)點之間沒有電流流動。因此，由電流調(diào)節(jié)器110輸出的驅(qū)動電流等于流過pmos晶體管112和二極管堆114的電流。

當vsg>vsgt時，pmos晶體管112呈現(xiàn)低阻抗并且是高導電性的。在這種情況下，pmos晶體管112不對電負載有貢獻。電負載基本上是二極管堆114，并且電流調(diào)節(jié)器110按預期調(diào)節(jié)驅(qū)動電流。

根據(jù)本公開的原理，vk>(vdc1+vsgt)。在這種情況下，當增加或減小驅(qū)動電流時，電流調(diào)節(jié)器110如預期那樣調(diào)節(jié)通過二極管堆114的電流。此外，當驅(qū)動電壓電平低于vdc1+vsgt時，在pmos晶體管112的源極/漏極節(jié)點之間存在阻抗，因此任何電流將加熱pmos晶體管112。因此，為了當pmos晶體管112呈現(xiàn)低阻抗時確保高電流工作，vdc1被選擇為小于(vk-vsgt)。

考慮二極管激光器系統(tǒng)100從高光輸出轉(zhuǎn)變到無或零光輸出的情況。首先，減小驅(qū)動電流設定點124。電流調(diào)節(jié)器110通過降低驅(qū)動電壓，從而降低驅(qū)動電流來進行響應。驅(qū)動電壓電平將通過vk轉(zhuǎn)變并繼續(xù)減小。當驅(qū)動電壓電平轉(zhuǎn)變到低于vdc1+vsgt時，pmos晶體管112的源極/漏極節(jié)點之間的阻抗開始增加(參見圖5)，并且pmos晶體管112開始貢獻于電負載。隨著電流調(diào)節(jié)器110繼續(xù)降低驅(qū)動電壓，pmos晶體管112的源極/柵極節(jié)點之間的電壓趨向于零，并且pmos晶體管112的源極/漏極節(jié)點之間的阻抗增加。此外，pmos晶體管112的源極/漏極節(jié)點之間的電壓趨向于vdc1，因此二極管堆114兩端的電壓降趨向于零。這在圖5中示出。在整個過程中，關系(vdc1+vsg)＝(vdiode+vsd)成立。

圖2(和圖3)所示的裝置使得電流調(diào)節(jié)器110能夠在二極管堆114的零和額定電流最大值之間的整個范圍內(nèi)調(diào)節(jié)電流。在低電流條件下，二極管負載隨著電流的變化而急劇變化，但是由pmos晶體管112的負載變化來補償。電流調(diào)節(jié)器110調(diào)節(jié)vsg兩端的相對較小的電壓，并且pmos晶體管112將其與跨越vsd的較大的電壓調(diào)整相匹配。換句話說，電流調(diào)節(jié)器110通過沿圖5的vsg曲線調(diào)整其輸出電壓來調(diào)節(jié)驅(qū)動電流。在調(diào)節(jié)vdc1與vdc1+vdc2之間的輸出電壓時，二極管堆114兩端的電壓降在0v和vdc1+vk之間變化。電流調(diào)節(jié)器110的輸出電壓沿著vsg曲線跟蹤，調(diào)節(jié)電壓以實現(xiàn)并維持設定的驅(qū)動電流。在將電流調(diào)節(jié)器110的輸出電壓調(diào)節(jié)到vdc1+vsgt以上時，二極管堆114兩端的電壓降變化相同，伏特對伏特。

圖6是圖2的二極管激光器系統(tǒng)100的電流調(diào)節(jié)器110的示例性實施方案的電路圖。通常，電流調(diào)節(jié)器110是同步開關轉(zhuǎn)換器，其包括控制器602、高側(cè)開關604、低側(cè)開關606、電流反饋組件608、二極管610、輸出電感器612、分流電阻器614和輸出電容器616。由于電流調(diào)節(jié)器110并入大功率系統(tǒng)或應用(即，二極管激光器系統(tǒng)100)中，與通常利用同步轉(zhuǎn)換器拓撲的低功率系統(tǒng)或應用相反，當驅(qū)動電流設定點124改變時或者當二極管激光器系統(tǒng)100被啟用或?qū)〞r，可能會發(fā)生快速瞬態(tài)電流。該瞬態(tài)電流可能導致顯著的電流過沖、瞬態(tài)振蕩或不穩(wěn)定的輸出電流，所有這些都可能是由寄生輸出線電感和其他寄生效應引起的，這些與輸出電感器612和輸出電容器616所呈現(xiàn)的電感和電容一起分別產(chǎn)生寄生振蕩電路。

為了補償，阻尼電阻器618與輸出電容器616串聯(lián)連接，并且本領域技術人員將認識到，阻尼電阻器618可以相對于圖3的二極管激光器系統(tǒng)100的電流調(diào)節(jié)器110以類似的方式被使用。通常，這樣的修改與常規(guī)的智慧相反，因為如預期的引入額外的電阻可能導致由于二極管激光器系統(tǒng)100的高功率特性而引起的額外的功率耗散和熱產(chǎn)生以及其它。然而，二極管激光器系統(tǒng)100通過市電供電(參見圖1)供電，并且二極管激光器系統(tǒng)100的電子設備通常是水冷的。以這種方式，性能與額外的功率耗散和發(fā)熱之間的折衷成本最小化。圖7是作為阻尼電阻的函數(shù)的電流調(diào)節(jié)器110的開關響應的圖表。

特別地，圖7中提供的第一特性702示出了電流調(diào)節(jié)器110的開關響應中的明顯的振鈴。在臺架測試中用于產(chǎn)生第一特性702的阻尼電阻器618的值為0(零)歐姆。因此，第一特性702捕獲電流調(diào)節(jié)器110對電路中省略的阻尼電阻器618的響應。相反，圖7中提供的第二特性704示出了電流調(diào)節(jié)器110的開關響應中較不明顯的振鈴。在臺架測試中用于產(chǎn)生第二特性704的阻尼電阻器618的值為15毫歐，所有其它變量保持相等。另外，圖7中提供的第三特性706示出了電流調(diào)節(jié)器110的開關響應中更不明顯的振鈴。在臺架測試中用于產(chǎn)生第三特性706的阻尼電阻器618的值為100毫歐，所有其他變量保持相等。因此，第二特性704和第三特性706二者捕獲電流調(diào)節(jié)器110對包括在電路中的阻尼電阻器618的響應，由此開關響應中的振鈴幅度與阻尼電阻器618的值成反比。

圖8是根據(jù)本公開的功率縮放方面的框圖。更具體地，示出了本公開的電流驅(qū)動器104a-n的未指定整數(shù)個模塊并聯(lián)連接在一起以驅(qū)動包括二極管堆804的二極管負載802。二極管堆114包括未指定整數(shù)個串聯(lián)連接的激光二極管。以這種方式，電流驅(qū)動器104的多個實例可以耦合在一起，以便驅(qū)動任何特定的二極管負載。另外或替代地，vdc1和vdc2中的一個或兩個可以彼此獨立地調(diào)諧，以便在應用或?qū)崿F(xiàn)特定的基礎上偏移電流驅(qū)動器104的單個實例的工作點。在一些情況下，可以圍繞pmos晶體管112構建非復雜鉗位電路，以確保vsg不超過作為pmos晶體管112的類型和額定值的函數(shù)的允許值或容許許值。

如上圖所示并且所描述的，電流驅(qū)動器104的架構相對于組件和連接的數(shù)量而言是模塊化的并且是最小復雜度的。電流驅(qū)動器104是模塊化的，因為其可以用于驅(qū)動許多不同的二極管負載，僅最小程度地改變電壓偏置的大小以偏移電流驅(qū)動器104的工作點。電流驅(qū)動器104的架構不需要更改。例如，電流驅(qū)動器104的一些或所有組件可以表現(xiàn)出60v或更小的順從電壓，這是有利的，因為不需要高電壓pcb板的認證或驗證，并且電流驅(qū)動器104可以通過二極管負載調(diào)節(jié)為200a或以上并進行快速調(diào)制(例如，0-100khz，占空比0-100％)?？梢岳胐c偏移電壓來補償二極管負載的導通或拐點電壓，并且因此，電流驅(qū)動器104可以在100v下驅(qū)動與二極管負載串聯(lián)的附加二極管，例如即使二極管負載發(fā)生變化也處于相同的電流水平并且符合規(guī)格。盡管如此，這是大于電流驅(qū)動器104的60v順從電壓的100v電壓電平。此外，可以通過并聯(lián)連接電流驅(qū)動器104的相同模塊來實現(xiàn)功率縮放方面。此外，電流驅(qū)動器104對于組件和連接的數(shù)量可以是最小復雜度的，因為電流驅(qū)動器104的特定組件(即開關元件112)可以僅用單個板載(即pcb)電路組件或元件實現(xiàn)，即pmos或nmos晶體管。提供dc偏移電壓的電源可能不是板載電路組件或元件。二極管負載也是如此?？梢灶A期，可以以其他方式實現(xiàn)電流驅(qū)動器104，由此可以將其他電路內(nèi)置到電流驅(qū)動器104中。盡管將產(chǎn)生額外的開發(fā)和組件成本并且可能顯示額外的故障機制，但在某些情況下，這樣的替代方案有益于

鑒于此類和其它的益處和優(yōu)點，考慮了用于二極管激光器系統(tǒng)的電流驅(qū)動器，由此電流驅(qū)動器包括或包含電流調(diào)節(jié)器和開關元件。電流調(diào)節(jié)器和開關元件可以分別被配置和/或布置成類似于如上文結(jié)合至少圖2和圖3所示和所描述的電流調(diào)節(jié)器110和開關元件112。特別地，電流調(diào)節(jié)器可以被配置為從電源接收偏置電壓，其中偏置電壓使電流調(diào)節(jié)器的順從電壓范圍偏移以包括二極管負載的拐點電壓，并且其中偏置電壓具有對應于偏移順從電壓范圍的下限的值。上文結(jié)合圖4示出和描述了這種偏移順從電壓范圍的實施例。

另外，開關元件可以耦合到電流調(diào)節(jié)器，并且可以被配置為檢測由電流調(diào)節(jié)器輸出以向二極管負載供給驅(qū)動電流的電壓電平，其中開關元件具有(a)當由所述電流調(diào)節(jié)器輸出以向所述二極管負載供給驅(qū)動電流的電壓電平小于偏置電壓的值時的高阻抗，(b)當由所述電流調(diào)節(jié)器輸出以向所述二極管負載供給驅(qū)動電流的電壓電平大于閾值電壓值和所述偏置電壓值的和時為低阻抗。在一些實施方案中，當電流調(diào)節(jié)器輸出以向二極管負載供給驅(qū)動電流的電壓電平具有大于偏置電源的值而小于開關元件的導通閾值電壓和偏置電壓的值之和時，開關元件處于高阻抗狀態(tài)和低阻抗狀態(tài)之間的過渡狀態(tài)。

這種可變阻抗開關元件的實施例是pmos晶體管或nmos晶體管，當以上面結(jié)合圖2和圖3所示和描述的方式將其并入電路架構時展現(xiàn)了與上面結(jié)合圖4和圖5所示和描述的類似的i-v特性。此外，本領域技術人員將理解，在實踐中，如通篇所討論的特定電壓的水平在針對特定電路節(jié)點(例如上面結(jié)合圖2和圖3所示和所述的晶體管的柵極節(jié)點)測量或限定時保持有意義。其他的實施例也是可以的。

在一些實施方案中，順從電壓范圍(以及類似地，偏移的順從電壓范圍)的幅度為60v或更小。一般來說，順從電壓范圍由電流調(diào)節(jié)器的順從電壓定義。在一些實施方案中，電流調(diào)節(jié)器由小于或等于幅度上的偏置電壓的兩倍的電源電壓和偏置電壓之間的差供電(例如，偏置電壓＝48v；電源電壓＝96v或偏置電壓＝96v；電源電壓＝144v)。在一些實施方案中，阻尼電阻器與耦合到電流調(diào)節(jié)器的輸出節(jié)點的電容器串聯(lián)耦合，其中阻尼電阻器具有從15毫歐至1000毫歐之間(含端點)的歐姆值范圍內(nèi)選擇的電阻。上文結(jié)合圖6和圖7示出并描述了這種特征的實施例，其中電流調(diào)節(jié)器是呈現(xiàn)約100khz或更小的調(diào)制頻率的同步降壓轉(zhuǎn)換器，或等效地可以在10μs量級上開關?？梢栽趯崿F(xiàn)特定的基礎上選擇阻尼電阻器的特定歐姆值或電阻值，以便根據(jù)需要調(diào)整時域中的信號響應以最小化振鈴，呈現(xiàn)特定的上升/下降時間，等等。

盡管上面已經(jīng)詳細描述了某些示例性實施方案，但是本領域技術人員將容易地理解，在實質(zhì)上不脫離本公開的新穎教導和優(yōu)點的情況下，在示例性實施方案中可以進行許多修改?？梢砸云渌M合的方式組合上述實施方案以形成另外的實施方案。所有這些修改旨在包括在該技術的范圍內(nèi)。