【经验】揭秘自动驾驶激光雷达激光发射器电路设计原理
激光雷达LiDAR的全称为Light Detection and Ranging激光探测和测距，使用的技术是飞行时间（TOF，Time of Flight）。简而言之，就是根据激光遇到障碍后的折返时间，计算目标与自己的相对距离，业界上主要的代表企业有Velodyne、Ibeo、Quanergy等。
然而，作为一名设计研发自动驾驶激光雷达的研发者而言，只知道上面的信息是远远不够的，下面为大家揭秘激光雷达激光发射器电路实现原理，首先提供下激光雷达激光发射器电路原理简要示意图，如下图1所示。
图1：激光雷达激光发射器电路原理简要示意图
图1所示，想要设计激光雷达激光发射器电路，必须要有脉冲输入（pulse input）电路、高速开关MOSFET、激光发射二极管、储能电容、可选限流电阻等，这个电路完成了电信号转光信号的过程。其输出的光信号还要经过透镜聚焦后发射到目标物体，再将反射回的光信号通过透镜处理给TOF接收器接收，图1中代表的是1路探测电路，而实际自动驾驶激光雷达一般需要40~50路探测电路，完成360°无死角检测。
通过上面的介绍，相信大家对激光雷达的激光发射器原理已经有所了解，为加深大家对激光雷达激光发射器电路的更深入了解，下面提供其原理框图，如下图2所示。
图2：激光雷达激光发射器电路原理框图
如上激光雷达激光发射器电路的驱动核心是利用具备无敌速度GAN MOSFET做开关，具有百伏内纳秒级切换速度，是Si MOSFET速度的1000倍，而作为替代功率Si MOSFET器件的硅基增强型氮化镓（eGaN）场效应晶体管的公司EPC（宜普电源转换公司），以其成熟的GAN设计工艺技术，开发出针对激光雷达的激光发射器GAN MOSFET，被广泛用于相关自动驾驶激光雷达激光发射器电路中，其产品封装为BGA封装，因尺寸、规格不同可供设计者合理选择，可参考如下图3所示。
图3：EPC开发的用于激光雷达的GAN MOSFET选型表
设计者根据实际设计需求选择对应的参数，利用GAN MOSFET用于激光雷达设计优势明显：
• 更快的开关速度-更精确和更小的脉冲
• 更高的效率-更高的脉冲重复率
• 更小的封装尺寸-更高的功率密度，更低的电感，并集成激光二极管
最后提供一下激光雷达激光发射器参考电路原理图，其GAN MOSFET选用的是EPC2016C，如下图4所示。
图4：激光雷达激光发射器参考电路原理图
通过如上的介绍，相信大家对利用激光雷达激光发射器电路设计原理已经清楚了，如果您感兴趣记得收藏哦，有问题请留言或电话联系世强申请样品，感谢！
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