【应用】脉宽低至ns级,eGaN FET提高激光雷达系统探测距离和精度

2018-08-02 世强
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当前,自动驾驶技术正在迅速发展,各种无人机、仓储机器人、扫地机以及无人驾驶等应用层出不穷,激光雷达已经成为自动驾驶不可或缺的关键传感器。


激光雷达,就是利用激光束探测目标,获得数据并生成精确的数字高程模型。它的工作原理也不难理解,就是发射和接收激光束。在激光雷达的内部,每一组组件都包含一个发射单元与接收单元。如图1所示:


图1、激光雷达工作原理框图


面向自动驾驶应用的激光雷达系统需要制作三维地图,因此,侦测四周的目标物的速度及准确性变得非常重要。激光雷达的信号脉宽越小,就可以得到越高密度的点云,从而生成更清晰的3D图像。如图2所示:


图2、激光雷达的信号脉宽与分辨率


EPC(美国宜普电源转换公司)推出的eGaN FET所提供的脉冲功率相比传统的Si MOSFET可以快十倍的速度驱动激光二极管,从而大大减小激光的脉宽(低至ns级),增强峰值电流,提高激光雷达系统的探测距离和精度。


下面我们以EPC2016C增强型功率晶体管(耐压100V,额定电流75A,Qg低至3.4nC,驱动电阻Rg低至0.4Ω)为例,介绍在激光雷达系统中的应用电路,以及eGaN FET在激光雷达电路中的实际测试波形。如图3所示,为eGaN FET在激光雷达中的应用电路:


图3、eGaN FET在激光雷达中的应用电路


由图3我们可以看到,激光雷达所需要的是脉冲信号,脉冲的电流峰值决定了探测距离,而脉宽的大小决定探测精度。

图4为在母线电压75V、峰值电流35A的条件下,测试EPC2016C的脉冲波形:


图4、EPC2016C在激光雷达电路的实测波形


由图4可以看到,在母线电压75V,峰值电流高达35A的情况下,EPC2016C的高速开关性能可以使激光雷达的脉冲宽度仅为3.8ns,实现了远距离、高精度的探测,提高了激光雷达系统性能。

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  • MalikXiong Lv6. 高级专家 2022-01-07
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  • 闲云 Lv7. 资深专家 2019-01-29
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  • 用户18594168 Lv6. 高级专家 2018-08-02
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