ZHDA059 February 2026 DAC121S101-SEP , DAC121S101QML-SP , TPS7H4011-SEP , TPS7H4011-SP
简介
本应用简报介绍了一款数字控制的高电流激光二极管驱动器，用于实现航天光学通信终端 (OCT) 的精密对齐和跟踪。此设计使用航天级元件和闭环电流调节功能来提供 0A 至 12A 的可调节恒流输出。通过 SPI 控制的数模转换器 (DAC) 对输出电流水平进行编程，实现对激光二极管所需的精确控制。该设计尺寸约为 1.5 英寸 × 2 英寸。
应用
基于激光的光学通信终端依靠高度稳定和精确的校准激光器，在极端距离上实现可靠数据传输。此类系统中的瞄准、捕获和跟踪 (PAT) 激光器必须以精确的恒定电流而非恒定电压驱动，以确保安全运行、光学稳定性和较长的器件寿命。
系统概述
激光二极管需要精密的恒流源而非恒压源，如此才可安全高效地运行。如果控制不当，电压或温度的变化可能会导致破坏性电流失控。此设计可实现基于降压转换器的电流源，其中输出电流通过精密分流电阻器的反馈得到调节。控制环路调节降压开关占空比，以保持要求的电流水平。输出电流由航天级数模转换器 (DAC) 通过 SPI 接口进行数字编程，从而实现精细的分辨率调节和远程控制。
主要特性
- 可调节输出电流：0A 至 12A
- 可数字编程：SPI 控制的 DAC
- SP 或 SEP 航天级元件，适用于地球静止轨道 (GEO) 和低地球轨道 (LEO) 任务剖面
- 高精度恒流调节
- 紧凑设计尺寸：约 1.5" x 2"
电路说明和方框图
该设计采用配置为电流源的降压转换器。与激光二极管串联的低阻值分流电阻器负责检测输出电流。分流器上的电压反馈至控制器以闭合控制环路。为设置电流输出的水平，DAC121S101SEP 航天级 DAC 会为电流环路提供可编程的基准。DAC 通过 SPI 总线得到控制，以便在系统运行期间实现电流调节。
测试
我们根据图 1 中的方框图连接了 DAC121S101SEP 和 TPS7H4011-SEP EVM，以对电路进行测试。在验证期间，DAC 值由通过 USB 连接到 PC 的 PHI 接口板更新。该配置允许快速评估电流阶跃、稳定性和瞬态响应。
图 1 简化版方框图
图 2 测试数据