芯耀
与非AI
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905nm 多结 VCSEL（垂直腔面发射激光器）的车载大规模部署对 TX 驱动提出了 60–80 V 耐压、20–50 A峰值电流、纳秒级脉冲边沿的综合要求。
本文从 V = L·di/dt 回路约束出发推导驱动电压预算，分析“高边充电 +低边脉冲”架构的系统级设计考量，梳理符合 IEC 60825-1 和 ISO 26262 要求的人眼安全防护要点，并给出覆盖Flash 固态、扫描式和集成功率级三类应用的全线产品选型指南。
| 表 1-1 LiDAR类型与 TX驱动需求对照 |
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| LiDAR类型 | 扫描方式 | 典型激光源 | TX需求特征 | 适配驱动架构 |
| 机械旋转式 | 360°机械旋转 | EEL为主 | 极高单脉冲能量，单路高电流 | 单通道 GaN低边驱动 |
| 1-D扫描（半固态） | 1-D VCSEL线阵+转镜或振镜 | EEL、1-DVCSEL阵列 | 高单脉冲能量，单或少通 道 | 单或少通道 GaN低边驱动 |
| 2-D固态（Flash或可寻 址） | 无运动部件，2-D VCSEL阵列泛 光或可寻址分区照射 | 2-D VCSEL阵列 | 多通道匹配，均匀性要求 高 | 多通道低边驱动+高边阵列 充电 |
| FMCW相干雷达 | 相干探测体制，可配多种扫描 | 窄线宽连续波激 光 | 相干探测，可直接测速 | 不适用脉冲驱动 |
| 表 2-1 六结 VCSEL驱动电压预算（窄脉宽/高 di/dt，约 20 A基线） |
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| 电压项 | 来源 | 典型值 |
| Vf （VCSEL正向压降） | 六结，单结约 2 V叠加 | ~12 V |
| VL （回路电感压降） | 窄脉宽/高 di/dt下的感性压降 | ~20 V |
| I×R+Vds(on) | PCB走线电阻+ MOSFET导通压降 | 6–8 V |
| 设计裕量 | 温度漂移、器件离散性、老化降额 | 3–5 V |
| 合计（六结） | | ~41–45 V |
| 表 3-1 三种 VCSEL脉冲驱动架构对比 |
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| 对比维度 | 纯高边驱动 | 纯低边驱动（TPM8918+储能电容） | 高边充电+低边脉冲（TPM8909+ TPM8918） |
| 工作原理 | 脉冲期间电流由电源经高边开 关实时提供、直接灌入 VCSEL | VCSEL阳极接高压母线，储能电容直 接并接母线（大电容即可、无需充电 RC），低边 NMOS把阴极瞬间拉至 GND放电点火，峰值来自电容 | 高边恒流预充本地电容，低边瞬间放电 经 VCSEL，峰值电流来自电容 |
| 峰值电流上限 | 峰值实时流经高边开关，受开 关管供流能力、回路电感与栅 驱动限制，难达极高峰值 | 由本地大电容供能，可达数十~上百 A | 由本地电容供能，可达数十~上百 A |
| 对供电要求 | 电源须瞬时提供大电流，Boost 与去耦设计压力大 | 大电容直接由母线供能、无需充电 RC，电源只需平均功率；如加 RC限 功率，则充电速率受 RC约束、限制重 频上限 | 电源只需提供平均功率（慢速充电）， 瞬态由电容承担 |
| 表 3-2 恒流充电 vs谐振充电 |
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| 对比维度 | 恒流充电（TPM8909Q） | 谐振充电（TPM8909AQ） |
| 工作原理 | 恒流源线性充电至目标电压 | LC谐振单脉冲能量转移，零电流开关（ZCS）换 向 |
| 能量转移效率 | 线性电流源全程耗散(Vsupply -V cap) ·I；因从低压充 起，效率本质受限（满放电时理想上限约 50%） | 谐振段>98%、含 Boost前级约 85–95%（典型 值） |
| 设计复杂度 | 低：拓扑成熟，外围器件少 | 较高：需匹配 LC参数，两级电源架构 |
| 适用场景 | 多通道阵列，电磁兼容（EMC）与可靠性优先 | 大电容快速充能，高帧率系统 |
| 表 3-5 远距大波 vs近距小波 |
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| 参数 | 远距大波 | 近距小波 |
| 峰值电流 | 30–50 A | 2–5 A |
| 脉宽 | 5–10 ns | 1–2 ns |
| 注入电荷比（电流×脉宽） | 基准（如 30 A × 5 ns= 150 A·ns） | 基准的 1/50（如 3 A × 1 ns= 3 A·ns） |
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