半导体激光器温度控制驱动电路的优化设计
高精度输出半导体激光器的温度控制系统设计
高精度输出半导体激光器的温度控制系统设计Ｔｈｅ Ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ａ Ｈｉｇｈ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｓｙｓｔｅｍ章朝阳Ｚｈａｎｇ Ｃｈａｏｙａｎｇ（东莞市高级技工学校， 东莞５２３１１２）（Ｄｏｎｇｇｕａｎｇ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ａｒｔｉｆｉｃｅｒ Ｓｃｈｏｏｌ， Ｄｏｎｇｇｕａｎｇ５２３１１２）摘要： 本文利用高信噪比的运算放大器、半导体制冷器，设计了一种激光器的温控系统，其能为半导体激光器提供高稳定度的恒温控制（ＡＴＣ），从而提高了半导体激光器的使用寿命和输出波长的单一性。
关键词： 半导体激光器； 温度控制中图分类号：ＴＰ２７３ 文献标识码：Ｂ文章编号：１６７１－４７９２－（２００７）５－００９７９－０２Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ｗｅ ｕｓｅ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ Ｓ／Ｎ， ａｎｄ ａ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｃｏｏｌｅｒ ａｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ， ａｎｄ ｗｅ ｓｕｃｃｅｅｄ ｉｎ ｉｎｖｅｎｔｉｎｇ ａ ｈｉｇｈ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ｗｈｉｃｈ ｉｓｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｄｉｏｄｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌ。
Ｗｉｔｈ ｔｈｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ｗｅ ｃａｎ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｌｉｆｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｕｒｅｓｐｅｃｔｒｕｍ ｏｆ ｌａｓｅｒ ｄｉｏｄｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ； Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ０引言随着光纤通信向着小型化、集成化发展，掺铒光纤放大器（ＥＤＦＡ）和ＲＡＭＡＮ放大器的应用越来越广泛，要求半导体激光器（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ－ＬＤ）在特定的波长（９８０ｎｍ，１４８０ｎｍ）下稳定工作， ＬＤ的输出波长随注入电流的增加而增加。
DBR激光器驱动及温控电路设计
文献引用格式：刘英杰，LIU Y J，KONG S W，REN Q Y，et al．Design of Driver and Temperature Control Circuit for DBR Laser［．VideoEngineering，中图分类号：TP309.3摘要：分布式布拉格反射来越广泛。
为了保证P和电流，的电流大小，2长的改变需要动模块要至少产生具有芯片议接收应的模拟量，的最高工作频率可达25 ℃工作时，3求进行合理选择和配置。
为了更准确地控制激光器19h。
写入寄存器的数据大小与每个通MAX5113是14所以理论输出的电流为：（1）为各个通道的输出电流最大值；N范围为0～16 384，激光器内部具有半导体热电制冷（Thermo Electric Cooler，TEC）和负温度系数NTC）热敏电阻，只需要根据热敏电阻反馈的3.1 MAX1978MAX1978是安全性高以及精度高的温度控制芯片。
它的内部集成了自稳零斩波运算放大器、Width Modulation，PWM）电路以及TEC驱动等模块。
自稳零斩波运算放大器通过引脚1（OS2）激光器的TEC正负两端相连，流。
它还与一个内部积分放大器连接，路，共同组成ation，PID）补偿网络，MAX1978内部结构和工作原理如图电阻检测TEC的温度，图3 MAX1978内部构成及工作原理3.2 芯片外围电路设计以MAX1978为核心的温控电路如图4所示。
MAX1978共有48引脚，采用5 V电源供电，内部有1.5 V高精度参考电压源，可通过引脚46（REF）输出。
芯片可以通过引脚36（FREQ）进行开关频率的设置。
当该引脚接地时，频率设置为500 kHz；当该引脚接电压源时，频率设置为1 MHz。
芯片的引为核心的温控电路图P脚41（MAXV）以根据从引脚电压。
TEC39（VMAXIP）最大正向电流和最大反向电流分别为：（OS1）通过选取连接度电压。
半导体激光器的温控电路设计_陈建萍
半导体激光器的温控电路设计＊陈建萍1,刘润华2(1.赣南师范学院物理与电子信息学院;2.赣南教育学院物理系,江西赣州 341000)摘 要:针对半导体激光器的工作需要,提出了一种基于硬件ＰＩＤ技术的精密温控电路,通过对该温控电路系统的原理分析及详细设计,实验结果表明了调整该电路的积分电容ＣＦＦ值能使半导体激光器的温控精度达到0.1℃的恒温精度,改善了温控电路的动态特性和稳定性.关键词:半导体激光器;硬件ＰＩＤ;温控电路中图分类号:ＴＮ249 文献标识码:Ａ 文章编号:1004-8332(2010)03-0074-03随着激光技术和光电子技术的发展,光纤通信在通信领域中的地位越来越重要.在光纤通信中,一种关键技术是控制半导体激光器的工作.半导体激光器是一种温度敏感器件,微小的温度变化能使激光器输出波长产生明显的变化,而光纤通信系统要求半导体激光器工作在恒定的固定波长状态,这就要求对半导体激光器进行精密的温控.通常,半导体激光器要求工作在25℃状态,要求正负0.1℃的恒温精度.半导体激光器内部通常封装ＴＥＣ制冷片和热敏电阻,无需外接元件.本文针对半导体激光器的工作需要,提出一种基于硬件ＰＩＤ技术的精密温控电路,使温控精度为正负0.1℃.1 系统设计及关键元件图1 温控系统框图该温控电路采用半导体激光器内部ＴＥＣ作为温控元件,采用半导体激光器内部10Ｋ负温度系数热敏电阻作为感温元件,采用ＳＴＣ12Ｃ2052单片机作为核心控制元件,采用模拟集成芯片ＡＭＣ7820构建硬件ＰＩＤ回路,并实现ＡＤ转换和ＤＡ转换,采用ＰＷＭ驱动器ＤＲＶ591作为功率驱动元件,实现了温控系统.系统框图如图1所示:ＡＭＣ7820是德州仪器公司(ＴＩ)推出的专为多通道应用而设计的模拟监视与控制电路[1].它内含一个8图2 ＡＭＣ7820内部结构框图通道12位模数转换器、3个12位数模转换器、9个运算放大器、1个热控电流源、1个内部+2.5Ｖ基准和1个ＳＰＩ串行接口.应用该器件可对光放大器中的泵激光电流和热电致冷器(ＴＥＣ)以及ＤＷＤＭ(利用光波长进行数据传输)应用中的光功率进行控制和监控,并可大大降低成本.ＡＭＣ7820内部结构框图如图2所示:ＤＲＶ591是一款适用于驱动半导体制冷片的高效高功率放大器[2],工作电压为2.8-5.5Ｖ.由于它工作在ＰＷＭ调制模式下,并且具有低输出电阻,从而使它的内部耗散功率极低,不容易发热.ＤＲＶ591内部ＰＷＭ调制频率可以由外部元件选定工作在100ＫＨＺ模式或者500ＫＨＺ模式,电压增益约为2.3Ｖ/Ｖ.2010年 赣南师范学院学报 №.3第三期 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＧａｎｎａｎＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｊｕｎｅ.2010＊收稿日期:2010-03-18 作者简介:陈建萍(1981-),女,赣南师范学院物理与电子信息学院教师、硕士,主要从事半导体器件及材料.图3 ＤＲＶ591内部结构框图2 电路原理分析模拟部分电路与原理图如图4所示.图4 模拟部分电路图单片机通过ＤＡＣ0设定温度,设定的温度信号(电压)进入ＯＰＡ7[3]的同名端;一个100ｕＡ的精密恒流源流入热敏电阻,在热敏电阻上产生代表温度的电压,该电压经过电压跟随器放大电流,放大后进入ＯＰＡ7的异名端,ＯＰＡ7和一个包含两个电容一个电阻的ＲＣ网络构成一个误差放大器,该误差放大器把单片机设定的温度值和实际检测到的温度值进行比较放大,比较后的结果经过ＤＲＶ591放大,放大后的信号驱动ＴＥＣ,改变ＴＥＣ温控面的温度.如果ＴＥＣ温控面温度和单片机通过ＤＡ转换器设置的温度一致,误差放大器将会输出0信号,ＴＥＣ处于空闲状态;当受到环境温度微扰后ＴＥＣ温控面温度会产生变化,此时误差放大器会放大该误差并将结果反映为ＤＲＶ591的输出,控制流过ＴＥＣ的电流,系统温度最后会稳定在ＤＡＣ的输出值[4].3 温控电路稳定性改进电路制作完毕后,我们测试了该温控电路的性能.我们把环境温度从20℃变化为24℃时,记录下被控体的温度变化曲线,如图5所示:由图5可见,当环境温度升高4℃时,我们的温控电路要经过30秒左右的振荡才能稳定在24℃,30秒的时间对一个温控系统过长.为了解决该问题,我们加大了积分电容ＣＦＦ的数值,将其设在1ｕＦ,由图6可见,增加电容值以后,振荡时间缩短为25秒,这对于我们来说是良好的结果.最终电路的工作曲线如图7所示,当环境温度有正负20℃的变化时,温控电路仍然能稳定在正负0.005℃.这个结果优于我们正负0.1℃的设计要求.75第3期 陈建萍,刘润华 半导体激光器的温控电路设计图5 环境温度变化时的温度响应曲线图6 增加ＣＦＦ电容值后的温度响应曲线图7 温控电路最终运行结果4 结论本文设计了一种用于半导体激光器的精密温控电路,采用了硬件ＰＩＤ技术作为温度的稳定,仔细调整了积分电容ＣＦＦ值,使电路最终可以达到正负0.005℃的温控精度,响应时间10ｓ以内.实验验证结果表明改善了温控电路的动态特性和稳定性.参考文献:[1] 潘建.多通道模拟监视器件ＡＭＣ7820的原理及应用[Ｊ].国外电子元器件,2004(1):50～53.[2] ＤＲＶ591ｄａｔａｓｈｅｅｔ[ＤＢ/ＯＬ],ＴｅｘａｓＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ(2002-05-09)[2009-11-01]ｈｔｔｐ://ｆｏｃｕｓ.ｔｉ.ｃｏｍ.ｃｎ/ｃｎ/ｄｏｃｓ/ｐｒｏｄ/ｆｏｌｄｅｒｓ/ｐｒｉｎｔ/ｄｒｖ591.ｈｔｍｌ?ｌｐｏｓ=Ｍｉｄｄｌｅ Ｃｏｎｔａｉｎｅｒ＆ｌｉｄ=Ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ Ｄｅｖｉｃｅｓ.[3] ＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＣｉｒｃｕｉｔＣｏｌｌｅｃｔｉｏｎ[ＥＢ/ＯＬ],ＴｅｘａｓＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ(2005-03)[2009-11-01]ｈｔｔｐ://ｗｗｗ.ｔｉ.ｃｏｍ/ｓｃ/ｐｓｈｅｅｔｓ/ｓｂｅａ001/ｓｂｅａ001.ｐｄｆ[4] Ｙ.Ｓｕｎ,Ａ.Ｋ.Ｓｒｉｖａｓｔａｖａ,Ｊ.Ｚｈｏｕ,ａｎｄＪ.Ｗ.Ｓｕｌｈｏｆｆ,.ＯｐｔｉｃａｌＦｉｂｅｒＡｍｐｌｉｆｉｅｒｓｆｏｒＷＤＭＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋｓ[Ｊ/ＯＬ]ＢｅｌｌＬａｂｓＴｅｃｈｎｉｃａｌＪｏｕｒｎａｌ,1999(1):187-206.ＤｅｓｉｇｎｏｆＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣｏｎｔｒｏｌＣｉｒｃｕｉｔｏｆＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＬａｓｅｒＣＨＥＮＪｉａｎ-ｐｉｎｇ1,ＬＩＵＲｕｎ-ｈｕａ2(1.ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｈｙｓｉｃｓａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ,ＧａｎｎａｎＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ;2.ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｈｙｓｉｃｓ,ＧａｎｎａｎＥｄｕｃａｔｉｏｎａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ,Ｇａｎｚｈｏｕ341000,Ｃｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ,ｉｔｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄａｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌｃｉｒｃｕｉｔｂａｓｅｄｏｎｈａｒｄｗａｒｅ-ｂａｓｅｄｐｒｅｃｉｓｉｏｎＰＩＤｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｔｏｍｅｅｔｔｈｅｎｅｅｄｏｆｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｌａｓｅｒｓ,ｔｈｒｏｕｇｈｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｄｅｔａｉｌｅｄｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌｃｉｒｃｕｉｔｓｙｓｔｅｍ,ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅ-ｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅａｄｊｕｓｔｍｅｎｔｏｆｔｈｅｖａｌｕｅｏｆｔｈｅｉｎｔｅｇｒａｌｃａｐａｃｉｔｏｒＣＦＦｏｆｔｈｉｓｃｉｒｃｕｉｔｍａｋｅｓｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓｌａｓｅｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌａｃｃｕｒａｃｙｏｆ0.1℃ｏｆｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｃｃｕｒａｃｙ,ｔｈｕｓｉｍｐｒｏｖｉｎｇｄｙｎａｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌｃｉｒｃｕｉｔ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｌａｓｅｒｓ;ｈａｒｄｗａｒｅＰＩＤ;ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌｃｉｒｃｕｉｔ76赣南师范学院学报 2010年。
半导体激光器温度控制系统的设计
第28卷第1期长春理工大学学报Vo l 128No 112005年3月Journal of Changchun University of Science and Technology M a r .2005 收稿日期:2004-06-10 基金项目:863计划项目(03014) 作者简介:王肖飞,男(1979-),硕士研究生,主要从事半导体激光器数字电源和数字温控方面的研究半导体激光器温度控制系统的设计王肖飞1,2 伊红晶1 钱龙生1(11中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,长春 130022;21中国科学院 研究生院,北京 100039)摘 要:设计了一种利用单片机控制的半导体激光器温控系统。
该系统通过对激光器中晶体和LD 温度的实时采集和控制,使激光器工作于最佳温度点,从而减小了因温度的不稳定而造成的半导体激光器输出功率不稳定、输出波长发生漂移等不良影响。
实验数据结果表明该系统的温度控制精度优于±012℃关键词:半导体激光器;温度控制;单片机中图分类号:TP36811 文献标识码:A 文章编号:1672-9870(2005)01-0020-03D esign of a Sem iconductor La ser Tem pera ture Con trol SystemWAN G X iaofei1,2 Y I Hong jing 1 Q I AN L ongsheng1(11Changchun Institute of O ptics,F ine M echan ics and Physics,Chinese A cade m y of S ciences,Changchun 130022;21Gragua te S chool of S ciences A cade m y of Ch ina,B eijing 100039)Abstract:A sem iconductor laser temperature contro l system is designed based on single chip p rocesso r con tro ller .The temperture of crystal and LD is real -ti m e samp led and p rocessed,and this system could m ake sem iconductor laser work on its best temperature point.The output power variety and outp ut wavelength shift of sem iconducto r laser caused by temperature unstability can be eli m inated .The experi m ental result indicated that the p recision of temperature could reach to ±0.2℃.Key words:sem iconductor laser;temperature contro l;single chip p rocessor 随着激光技术的发展,半导体激光器基于其体积小,重量轻,效率高等优点,越来越显示出其特有的优势和应用前景。
半导体激光器的高精度温度控制优化设计
１ 激光器温度特性
温度特性主要影响到 Ｌ Ｄ的平均 发送光功率 、 Ｐ Ｉ 特性 的线 性及 工 作 波 长 。 当温 度 增 加 时 ，Ｄ 的 Ｌ
—
平均发送光功率就会下 降 ， 例如 １ １ｎ ３０ ｍ波段光源 平均 发 送 光 功 率 随 温 度 的 变 化 率 约 为 一０ ．
一
１ ）根据实际情况 ， 人为设定阈值 占 ０ ＞；
１ 一 ６
维普资讯
２ ）当 Ｊ ｒ （ ） ＞ 时， ｏ ｜ Ｊ ｅ ｒＩ ｒ ｝ 采用 比例 、 积分控制即
Ｐ Ｄ控制 ， 可避免产生过大的超调 ， 又使 系统有较快 的响应 ；
制器给控制对象的控制输出， 从而使得控制对象的过
制冷 或加 热 ， 而 为保 持 激 光 器 的温 度 恒 定 提供 了 从 必要的保证。其具体实现步骤如下 ：
２ 激 光 器 温 度 测 量 、 制 工 作 原 理 控
半 导 体激 光器 恒 温 控 制 系统 结 构 如 图 １所示 ， 该 系统 由温 度检 测 与采 样 保 持 部 分 、 央处 理 器 部 中 分 、 制策 略 与温控 驱 动部 分 、 冷 驱动 部分 和通讯 控 致 显示 部分组 成 五个 部分 组 成 ：
中 圈分类号 ：Ｐ ７ Ｔ ２２ 文献标识码 ： Ａ
０ 引言
半导体激光 器具有 体 积小 、 量轻 、 入 电压 小 、 重 输
温 控系统
制冷 加热 双 向制冷
苴
片 机
结构简单、 寿命长、 转换效率高、 功耗低、 结构简单、 价
格低廉、 使用安全、 易于调制 等有利因素， 现代光纤 通讯系统 均使 用半 导 体光 源 器件 。１１ｎ 尾纤 型 激 ３０ｍ
半导体激光驱动电源温控算法及程序设计
185
47
236
18
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19
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12/26/2018
2004届学士学位毕业论文答辩
9
温度电压关系曲线
温度电压曲线
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2004届学士学位毕业论文答辩
10
结论
温度控制模块的主要技术指标如下： 温度控制范围：10——50℃ 温度显示误差： 0.1℃左右 温度控制精度：0.5℃
电压采样 温度℃ 电压采样 温度℃ 电压采样
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37
调PID程序
调PD程序
u(k)=u(k-1)+ △u(k) 返回 u(k-1)=u(k) 温度控制算法流程 e(k-2)=e(k-1),e(k-1)=e(k)
返回
PID运算框图
半导体激光器的温控电路设计
作 电压 为 ２ ８—５ ５ ． 于 它 工 作 在 ． ．Ｖ 由
图２ Ｍ ７２ Ａ Ｃ８０内部结构框图
Ｐ ＷＭ调制模式下 ， 并且具有低输 出电阻 ， 从而使它的内部耗散功率极低 ， 不容易发热． Ｒ ５ １ Ｄ Ｖ ９ 内部 Ｐ ＷＭ调 制频率可以由外部元件选定工作在 １０ Ｈ ０ Ｋ Ｚ模式或者 ５０ Ｈ ０ Ｋ Ｚ模式， 电压增益约为 ２３ ／ ． ．Ｖ Ｖ
源 流人 热敏 电阻 ， 热敏 电阻 上产 生 代 表 温度 的 电压 ， 电压 经 过 电压 跟 随 器放 大 电流 ， 大 后 进 人 Ｏ Ａ 在 该 放 Ｐ７ 的异 名端 ， Ｐ ７和一 个包 含两 个 电容 一个 电阻 的 Ｒ 网络 构成 一 个 误 差放 大器 ， 误 差 放 大器 把 单 片 机设 ＯＡ Ｃ 该
十 收 稿 日期 ：０ ０— ３—１ ２１ ０ ８
作者简介 ： 陈建萍 （９ １ ， ， １８ 一） 女 赣南师范学院物理与电子信息学院教师、 硕士 ， 主要从事半导体器件及材料
第 ３期
陈建 萍 ， 润华 刘
半 导体 激光 器 的温控 电路 设计
７ ５
一 Ｓ
图３ Ｄ Ｖ ９ Ｒ ５ １内部 结 构 框 图
器进 行精 密 的温 控． 常 ， 导体激 光器要 求工 作在 ２ ￣ 通 半 ５Ｃ状态 ， 要求 正负 ０ １ 的恒 温精 度． ．℃ 半导 体激光 器 内 部通 常封装 Ｔ Ｃ制冷 片 和热敏 电阻 ， 需外 接元 件． Ｅ 无 本文 针对 半导 体激光 器 的工 作需 要 ， 出一种 基 于硬件 提
定的温度值和实际检测 到的温度值 进行 比较 放大 ， 比较后 的结果经过 Ｄ Ｖ ９ 放 大 ， 大后 的信号驱 动 Ｒ ５１ 放 Ｔ Ｃ， Ｅ 改变 Ｔ Ｃ温控 面 的温 度 ． Ｅ 如果 Ｔ Ｃ温 控 面 温度 和 单 片机通 过 Ｄ Ｅ Ａ转 换 器设 置 的温 度一 致 ， 差放 大 器 误 将会 输 出 ０信 号 ，Ｅ Ｔ Ｃ处 于空 闲状 态 ； 当受 到 环境 温度 微 扰后 Ｔ Ｃ温控 面温 度会 产 生 变化 ， 时 误差 放 大器 Ｅ 此 会放 大该 误差 并将 结 果反 映为 Ｄ Ｖ ９ Ｒ ５ １的输 出 ， 制流 过 Ｔ Ｃ的电流 ， 统 温度 最后 会稳 定 在 Ｄ Ｃ的输 出 控 Ｅ 系 Ａ
半导体激光器自动温度控制电路设计
半导体激光器自动温度控制电路设计【摘要】本文对用于通信设备的半导体激光器温度控制电路进行了模型建立和分析，并从自动控制的角度对温控电路形式进行了详细的性能指标分析和测试，通过对不同的控制方法的仿真分析和实测数据的对比得出了一种较为有效的温度控制电路，可以满足一般温控系统的要求。
【关键词】温度检测；自动温度控制；TEC在光纤通信领域，通常使用半导体激光器作为光源，而半导体激光器的发射波长与管芯的温度密切相关，温度升高将导致波长变长（一般为0.1nm℃），对于一般的单波长光通信系统来说，波长的漂移对系统性能并无太大影响。
但对于密集波分复用系统（DWDM），由于通道间的波长间隔已经很小，保持波长的稳定就变得非常重要。
例如，工作在C波段的32波系统，通路波长间隔为100GHz （约0.8nm），而工作在C+L波段的160波系统，通路波长间隔为50GHz（约0.4nm）。
因此，如果不对激光器管芯的温度加以控制，微小的温度变化将导致整个系统的不可用。
另外，半导体激光器是对温度敏感的器件，其阈值电流、输出波长以及输出光功率的稳定性都对温度非常敏感，其工作寿命也与其工作温度密切相关。
实验表明，温度每升高30℃激光器的寿命会降低一个数量级[1]-[4]。
对于可靠性要求高的场合，且保证激光器的寿命就需要对管芯温度加以控制，这样在系统中就需要附加一个自动温度控制电路（ATC）来实现对激光器管芯的温度控制。
1.温度控制系统原理2.热模型的建立一般带致冷激光器的常见结构是首先将激光器、背光管、热敏电阻等组件安装在一个子热沉上，然后再固定到TEC制冷器上，当温控电路正常工作时，位于TEC上的子热沉将恒定在某一设定温度值。
当给TEC致冷器通不同极性的电流时能够分别实现致冷或致热，无论处于致冷还是致热状态，温度都不会突变，而是一个缓慢变化的过程。
而在一定的电流下，当时间足够长时由于外界的热交换达到了平衡状态，温度将维持在某一个值（即与壳体间的恒定温差）。
半导体激光器驱动器安全保护电路的设计
半导体激光器驱动器安全保护电路的设计
1.过电流保护电路：激光器驱动电路中加入过电流保护电路，可以防
止激光器在工作时因过载而烧毁。
过电流保护电路可以通过电流传感器检
测激光器的工作电流，当电流超过设定值时，保护电路会切断电源，保护
激光器的安全。
2.过温度保护电路：激光器工作时会产生热量，如果温度过高，会对
激光器的正常工作产生不良影响甚至损坏激光器。
因此，过温度保护电路
是必不可少的。
过温度保护电路通过温度传感器监测激光器的温度，当温
度超过设定值时，保护电路会采取相应的措施，例如关闭电源或降低输出
功率，以保护激光器的安全。
3.短路保护电路：激光器驱动器输出端可能会存在短路的情况，如果
不及时进行保护，会导致激光器过载而烧毁。
因此，短路保护电路是必要的。
短路保护电路可以通过监测输出电流来检测短路，当检测到短路时，
保护电路会切断电源或降低输出功率，以保护激光器的安全。
4.过压保护电路：激光器工作时需要一定的电压，但如果电压过高，
会对激光器产生损坏。
因此，过压保护电路是必不可少的。
过压保护电路
可以通过电压传感器监测激光器输入电压，当电压超过设定值时，保护电
路会切断电源或降低输出功率，以保护激光器的安全。
以上是一些常见的半导体激光器驱动器安全保护电路的设计。
当然，
具体的设计还需要根据激光器驱动器的具体情况和需求来进行细化和优化。
在实际设计中，还需要充分考虑电路的稳定性、可靠性和成本等因素。
用于光频标半导体激光器温度控制电路的设计
２ 模 块功 能
３ ． １ 采 样 及 误 差 放 大 电路 电 阻 、 Ｒ 、 Ｒ 、 凡、 Ｒ Ｒ 构 成 采 样 电
『 ６ ］ － Ｅ 、 丽飞， 田 小建 ， 艾 宝丽． 大 功 率 半 导体 激 光 器 的精 密模 糊 Ｐ Ｉ Ｄ温 控 系统 『 Ｊ １ ． 量 子 电子 学报 ， ２ ０ ０ ５ ， １ ２ ２ （ ３ ） ： ３ ８ ２ — ３ ８ ７ ． 『 ７ １ 吕得胜 ， 黄凯凯 ， 王凤芝． ６ ５ ７ ｎ ｍ外腔
半导体激 光器以其体积小 、 寿命 长 、 使
用 简单方便 等优点 广泛应 用于各个 领域 。 其输 出激光 的线宽与稳定性是影响频标性 能指 标 的重要 因素之一 。由于激光 器输 出的 中心频 率是不 稳定 的 ， 对 注入 电流和
温度很敏感 ， 因而 对 于 光 频 标 的 实现 ， 必 须
Ｗｉ ｅ ｍａ ｎ ． Ａｎ ａ ｒ ｒ ｏ ｗ～ ｂ ａ ｎ ｄ ｔ ｕ ｎ ａ ｂ ｌ ｅ ｄ ｉ ｏ ｄ ｅ ｌ ａ ｓ ｅ ｒ ｓ ｙ ｓ — ｔ ｅ ｍｗ ｉ ｔ ｈ ｇ ｒ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｆ ｅ ｅ ｄ ｂ ａ ｃ ｋ， ａ ｎ ｄ ａ ｓ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｔ ｅ ｄ ａ ｂ —
１ — 。 — — — — 一 醒 ＿ １ 一 、 ＞
４ 结 论
３ ． ２ Ｐ Ｉ Ｄ控制 电路。
这样最后 的输出就是当前温度 。
利用 该控 温电路 的设计 ， 实现对 激光
器工作温度进行控制 。通过对整个 电路做 出了实验仿真和测试 ， 控温精度达到０ ． 叭 ℃。
证 实 了 以上 设 计 方 法 的科 学 性 和 实 用 性 。
度很敏 感 ， 需要有恒定温度保证半导体激光 器工作稳 定。本文在借 鉴常用的一些温控 电路的基础上 ， 给 出了一种 实用的控制精度较 高的温控 电路 设 计， 实现 了对激光 器工作温度的控制。并对整个电路做 出了实验仿真和测试 ， 系统控温精度达到Ｏ ． ０ １ ℃。
半导体激光器自动温度控制系统优化设计
源
常用 Ｔ Ｃ驱动电路如 图 ４ Ｅ 所示 ， 其主要 由互补 的 Ｎ沟 道和 Ｐ沟道 ＭＯ 场效应管组成。当输入电 Ｓ
压 为正电压时 ，场效应 管 Ｑ、 Ｑ 导通 ， Ｑ、 截止 ， Ｑ Ｔ Ｃ流过正 向电流 ，Ｅ Ｅ Ｔ Ｃ工作于制冷状态 ；当输入 电压为负电压时 ， 场效应管 Ｑ、 Ｑ 导通 ， Ｑ、 截止 ， Ｑ
ｃ改 进 的 电压 源 法 、
图 ２ 温度 采 样 电路 电桥法如 图 ２ 所示 ，其主要 由 Ｒ 、 ２Ｒ 和 ． ａ １Ｒ 、 ３
Ｒ 组成桥式电路 ， ｓ 通过比较桥式 电路两 中点的电压 值来控制后端 Ｔ Ｃ驱动电路的电流大小和方 向， Ｅ 对 半导体激光器进行加热或制冷操作 ，达到控制温度 控制的目的；同时通过调整可调 电阻的阻值可达到 改变平衡点温度的 目的。 但是在实际使用过程中， 由 于桥式电路采用的电阻较多 ，且可调电阻的精度和 温度系数指标较低 ， 因此温度控制精度不高。 电压源法如图 ２ 所示 ，其 主要通过精密电阻 ． ｂ 和热敏电阻组成的分压网路进行温度采样 ，但是 由 于电压源常常容易受到噪声的干扰 ，导致电压源 自 身的电压不准 ， 从而造成温度采样 电压不准 ， 对温度 的计算带来误差。 本文采用了一种改进 的电压源法 （ 如图 ２ 所 ． ｃ 示 ）同时对 电压源和热敏 电阻分压进行采集 ， ， 通过 计算可以除去电压源的误差带来的影响。此时采样 电压 的准确度只与精密电阻有关 ，而精密电阻的精
现代光纤通信 系统。半导体激光器是温度敏感器
５Ｔ Ｃ驱动 电路根据输入 电压的大小对制冷 ）Ｅ 器进行加热或制冷控制 ， 达到温度控制的 目的。
半 导体激光器
件， 随着温度的变化其输 出功率和输出波长都会发 生变化 ， 了保证半导体激光器 的稳定性 ， 为 必须对
《面向混沌半导体激光器的驱动与温度控制系统设计》
《面向混沌半导体激光器的驱动与温度控制系统设计》篇一一、引言随着科技的发展，半导体激光器在众多领域如光通信、生物医学、光存储等领域得到广泛应用。
混沌半导体激光器因其独特的光学特性和高灵敏度在众多应用中展现出巨大的潜力。
然而，其工作状态对驱动和温度条件要求极为严格，因此，设计一套高效、稳定的驱动与温度控制系统对于保障混沌半导体激光器的性能至关重要。
本文将针对混沌半导体激光器的驱动与温度控制系统设计进行深入探讨。
二、驱动系统设计1. 驱动电路设计驱动电路是半导体激光器的核心部分，直接影响着激光器的输出特性和工作稳定性。
针对混沌半导体激光器的高要求，设计时需考虑其功率稳定性、高响应速度以及噪声控制等方面。
为此，可以采用高效开关电源模块作为核心部件，保证其能够稳定地为激光器提供电流。
同时，采用高精度的反馈控制电路，实时监测并调整电流大小，以保持激光器的稳定工作状态。
2. 调制技术为满足混沌半导体激光器在不同应用场景下的需求，调制技术是驱动系统的重要组成部分。
目前，常用的调制技术包括直接调制和外部调制两种方式。
直接调制通过改变注入电流实现信号的输出，而外部调制则通过光子器件或光波导等方式实现信号的传输和调制。
在混沌半导体激光器的驱动系统中，可结合这两种技术优势，采用灵活的调制策略，以适应不同需求场景。
三、温度控制系统设计1. 温度检测与反馈由于半导体激光器的工作性能受温度影响较大，因此需要对工作环境的温度进行精确控制。
首先需在系统中设计一套温度检测模块，实时监测激光器的工作温度。
通过将检测到的温度数据反馈给控制模块，为后续的精确温度控制提供基础。
2. 温度控制策略为实现激光器的稳定工作状态，需设计一套有效的温度控制策略。
这包括采用高效的散热系统、合理的温度补偿算法以及智能的温度调节策略等。
散热系统可有效降低激光器的工作温度，而温度补偿算法则可根据实际工作环境对温度进行精确调整。
此外，智能的温度调节策略可根据不同应用场景的需求，自动调整温度控制参数，确保激光器始终处于最佳工作状态。
《面向混沌半导体激光器的驱动与温度控制系统设计》
《面向混沌半导体激光器的驱动与温度控制系统设计》篇一一、引言随着科技的不断进步，半导体激光器已成为众多领域中不可或缺的光源设备。
特别是在高精度、高速度的光电信息处理和传输领域，混沌半导体激光器因其独特的非线性动力学特性而备受关注。
然而，混沌半导体激光器的稳定性和可靠性对于其应用至关重要。
因此，面向混沌半导体激光器的驱动与温度控制系统设计显得尤为重要。
本文将详细介绍该系统的设计思路、方法及实施过程。
二、系统设计目标本系统的设计目标是为混沌半导体激光器提供稳定、可靠的驱动与温度控制。
具体而言，系统应具备以下功能：1. 提供精确的驱动信号，确保激光器正常工作。
2. 实现激光器温度的精确控制，以保持激光器性能的稳定。
3. 具备高可靠性、低噪声的特点，满足高精度光电信息处理和传输的需求。
三、系统设计思路系统设计主要分为驱动电路设计和温度控制电路设计两部分。
1. 驱动电路设计：采用高精度、低噪声的驱动芯片，根据激光器的特性设计合适的驱动电路，以提供稳定、可靠的驱动信号。
同时，通过软件控制实现驱动信号的灵活调整，以满足不同应用场景的需求。
2. 温度控制电路设计：采用温度传感器实时监测激光器的温度，并根据预设的温度值通过温度控制模块调整激光器的制冷或加热功率，实现温度的精确控制。
此外，系统还应具备温度异常报警功能，以保障激光器的安全运行。
四、系统实现1. 硬件实现：选用合适的驱动芯片和温度控制模块，根据系统设计要求进行电路设计、制作和调试。
同时，为确保系统的稳定性和可靠性，还需对电路进行严格的抗干扰设计和电磁兼容性测试。
2. 软件实现：编写上位机软件，实现驱动信号的灵活调整和温度的精确控制。
软件应具备友好的人机交互界面，方便用户进行参数设置和系统监控。
此外，软件还应具备自诊断和报警功能，以便及时处理系统故障。
五、系统测试与优化完成系统制作后，需要进行系统测试与优化，以确保系统的性能达到设计要求。
测试内容包括驱动信号的稳定性、温度控制的精确性、系统的可靠性等方面。
《面向混沌半导体激光器的驱动与温度控制系统设计》
《面向混沌半导体激光器的驱动与温度控制系统设计》篇一一、引言随着科技的不断进步，半导体激光器已成为众多领域中的关键元件，尤其在光通信、激光雷达、医疗和科学研究等领域有着广泛的应用。
然而，半导体激光器在工作过程中，驱动和温度控制问题始终是影响其性能和稳定性的关键因素。
尤其是混沌半导体激光器，其特性复杂，对驱动与温度控制系统的要求更为严格。
因此，设计一套高效、稳定、可靠的驱动与温度控制系统对于混沌半导体激光器的应用至关重要。
二、系统设计需求分析1. 驱动系统设计需求驱动系统需要提供稳定的电流和电压，以确保半导体激光器的正常工作。
同时，由于混沌半导体激光器的特性，驱动系统还需要具备快速响应、高精度控制的能力，以应对激光器在工作过程中可能出现的各种变化。
2. 温度控制系统设计需求温度是影响半导体激光器性能和稳定性的重要因素。
温度控制系统需要实时监测激光器的温度，并通过调节冷却装置或加热装置，使激光器工作在最佳的温度范围内。
此外，由于工作环境的变化，温度控制系统还需要具备自动调节和抗干扰的能力。
三、驱动系统设计1. 硬件设计驱动系统硬件主要包括电源模块、控制模块和输出模块。
电源模块提供稳定的电流和电压；控制模块采用高精度、高稳定性的控制器，实现对电流和电压的精确控制；输出模块将控制器的输出信号转换为适合驱动半导体激光器的电流和电压。
2. 软件设计软件设计主要包括控制算法和驱动程序。
控制算法采用先进的控制策略，如PID控制、模糊控制等，实现对电流和电压的快速响应和高精度控制；驱动程序负责将控制算法的输出转换为硬件可以执行的指令。
四、温度控制系统设计1. 硬件设计温度控制系统的硬件主要包括温度传感器、加热装置、冷却装置和控制模块。
温度传感器实时监测激光器的温度；加热装置和冷却装置根据控制模块的指令调节激光器的温度；控制模块采用高精度的温度控制器，实现对激光器温度的精确控制。
2. 软件设计软件设计主要包括温度控制算法和控制系统程序。
半导体激光驱动电源温控算法与程序设计
Y
交换次数为零
N
从起始端开始比较
Y
符合降序要求？
N
交换两数 置标志位
N
Y
交换次数用完？
Y
发生过交换？
N
结束
冒泡排序算法流程
开始 取样值
采样值累加
N
N—1=0？
Y
置除数初值 调除法子程序
返回 累加求和算法流程
线性化处理
线性化
开始
初始化表首址
从表中取Ux值
Ux>Ui ?
Y Dptr减2
N Dptr加2
△u(k)=Pp+Pi+Pd u(k)=u(k-1)+ △u(k)
u(k-1)=u(k) e(k-2)=e(k-1),e(k-1)=e(k)
温度设定值转换
求e(k)
N
e(k)>ε?
Y
N
Y
e(k)>A?
调PID程序
调PD程序
返回 温度控制算法流程
返回
PID运算框图
系统调试
温度电压值转换实验数表
温度℃ 电压采样 温度℃ 电压采样 温度℃ 电压采样 温度℃ 电压采样
本课题主要通过80C32型单片机对激光器工作温度进行控制。
激光器电源系统框图
系统框图
温度控制模块
温度采样
N
滤波
U i>Um?
Y+
温度采样
U i>Um?
Y 滤波
N
紧急中断
Ui—U0
N
线性化处理
｜差｜>ε?
Y
实时显示
温度控制程序
返回 图2.2 温度控制模块流程图
开始
高精度半导体激光器温控系统的设计与实现
高精度半导体激光器温控系统的设计与实现高平东;张法全【摘要】To solve the problem that stability of radiation wavelength and luminous intensity of a laser diode were affected easily by temperature , a high precision laser diode temperature control system was designed . Temperature acquisition circuit was designed by means of AD 620 andLTC1864 and temperature control circuit by MAX 1968 and LTC1655.The whole system was controlled accurately by a TMS 320F2812controller.Adaptive fuzzy proportion-integration-differentiation control strategy was proposed and the software was achieved .At the environmental temperature around 15℃, control precision of temperature was up to ±0.05℃ when the target temperature was set to 25℃ and 20℃ respectively. Experimental results show that the temperature control system has the advantages of fast response and high stability .%为了使半导体激光器辐射波长和发光强度的稳定性不受环境温度的影响，设计了一款高精度半导体激光器温控系统。
《面向混沌半导体激光器的驱动与温度控制系统设计》范文
《面向混沌半导体激光器的驱动与温度控制系统设计》篇一一、引言随着科技的飞速发展，半导体激光器在通信、医疗、科研等领域的应用越来越广泛。
混沌半导体激光器作为一种新型的光源，具有独特的非线性动力学特性和广泛的应用前景。
然而，其性能的稳定性和可靠性取决于良好的驱动与温度控制系统。
本文将针对混沌半导体激光器的驱动与温度控制系统进行设计，以保障激光器的稳定运行和提高其使用寿命。
二、混沌半导体激光器概述混沌半导体激光器是一种基于半导体材料的光电器件，具有高效率、低阈值、高稳定性等优点。
然而，由于内部复杂的物理机制和外部环境的影响，其输出光场往往呈现出混沌特性。
为了实现混沌半导体激光器的稳定运行，需要设计一套有效的驱动与温度控制系统。
三、驱动系统设计1. 驱动电路设计：驱动电路是混沌半导体激光器的核心部分，需要具备高精度、低噪声、高稳定性等特点。
设计时，应采用先进的集成电路技术和高精度的元件，以保证驱动电路的性能。
2. 驱动策略设计：针对混沌半导体激光器的特点，应采用合适的驱动策略，如脉冲驱动、调制驱动等。
这些策略可以根据实际需求进行灵活调整，以实现激光器的最佳性能。
3. 保护措施：为了防止激光器因过载、过温等异常情况而损坏，应在驱动系统中加入相应的保护措施，如过流保护、过热保护等。
四、温度控制系统设计1. 温度传感器选择：选择合适的温度传感器是温度控制系统的关键。
应选择具有高精度、快速响应、稳定性好的传感器，以实现对激光器温度的精确监测。
2. 温控电路设计：温控电路应具备高精度、低噪声、快速响应等特点。
设计时，应采用先进的控制算法和集成电路技术，以实现对激光器温度的精确控制。
3. 冷却系统设计：针对激光器在高功率工作时产生的热量，应设计一套有效的冷却系统。
常见的冷却方式包括风冷、水冷等，具体选择应根据实际情况进行。
五、系统实现与测试1. 系统实现：根据上述设计，将驱动与温度控制系统集成到混沌半导体激光器中，并进行实际运行测试。
《面向混沌半导体激光器的驱动与温度控制系统设计》范文
《面向混沌半导体激光器的驱动与温度控制系统设计》篇一一、引言随着科技的飞速发展，半导体激光器因其独特的优势，如体积小、重量轻、能耗低以及高性能等特点，已被广泛应用于工业制造、医学治疗、信息传输等各个领域。
特别是对于混沌半导体激光器，其应用范围更加广泛，但其稳定性及控制问题却提出了更高的技术要求。
因此，设计一个高效的驱动与温度控制系统对于保障混沌半导体激光器的性能稳定性和运行效率至关重要。
本文将详细探讨面向混沌半导体激光器的驱动与温度控制系统设计。
二、驱动系统设计1. 驱动电路设计驱动电路是控制半导体激光器运行的核心部分，它决定了激光器的发光性能。
为了确保混沌半导体激光器的稳定运行，我们采用了高精度的电流控制电路和电压控制电路。
电流控制电路通过精确控制流过激光器二极管的电流大小和波形，实现对激光器发光强度的控制。
电压控制电路则通过调节激光器的工作电压，实现对其工作状态的控制。
2. 调制与优化技术在驱动系统设计中，我们还引入了调制与优化技术。
该技术可以通过对电流和电压的调制，实现激光器发光状态的实时调整，以满足不同的应用需求。
同时，我们通过优化驱动电路的设计和参数设置，使得驱动系统具有更高的效率和更低的能耗。
三、温度控制系统设计1. 温度传感与监控为了确保混沌半导体激光器的稳定运行，我们需要对激光器的工作温度进行实时监控。
我们采用了高精度的温度传感器，实时检测激光器的工作温度，并通过反馈机制，将检测到的温度信息传输给温度控制单元。
2. 温控单元设计温控单元是温度控制系统的核心部分，它根据接收到的温度信息，自动调节制冷或加热装置的工作状态，以实现对激光器工作温度的精确控制。
我们采用了先进的PID控制算法，使得温控单元具有更高的控制精度和更快的响应速度。
同时，我们还在温控单元中引入了自适应学习技术，使系统可以根据工作环境的变化，自动调整控制策略，以达到更好的控制效果。
四、系统实现与测试在完成驱动与温度控制系统的设计后，我们进行了系统的实现与测试。
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Ｋｅ ｏ ｄ ：ｄ ｖ ｉ ｕｔ ｆ Ｔ ； ｕ ｅｗｄｈｍ ｄｌｔ ｇ ｓｍｉ ｎ ｕｔ ｅ ｇｒ ｉ ｅｉｅ（ Ｅ ） ｙｗ ｒｓ ｒ ｅｃｒ ｉｏ Ｌ ｐ ｌ ｉｔ ｏｕａｎ ； ｅ ｃ ｄ ｃ ｒｒ ｒ ｅ ｔ ｎｄｖｃ Ｔ Ｃ ｉ ｃ Ｂ ｓ ｉ ｏ ｏ ｆ ａｏ ｉ ０ 引 言
张新义 ，张建 军
（ 山东理工大学 。 山东 淄博 ２ ５４ ） ５０ ９
摘
要 ：半导体激光器晶体在工作 中对热效应产生的影响非常敏感 ， 因此 ， 对激光器 的晶体温度要求非 常
高。设计 了一种改进型的脉宽调制 电路 ， 其采用 了数字和模拟电路 相结合 的方法 ， 通过改变输出电压的脉
冲宽度和幅值 ， 对驱动 电流 的方 向和大小 分别控制就可 以在输出端得到不 同的输 出功率 。这样就可 以控
Ｚ Ａ Ｇ Ｘ ｎｙ， Ｈ Ｎ ｉ － ｎ Ｈ Ｎ ｉ－ｉ Ｚ Ａ Ｇ Ｊ ｎｊ ａ ｕ
（ ｈ ｎ ｏ ｇＵ ｉｅｓｙｏ ｅｈ ｏｏ ｙ Ｚｂ ５０ ９ Ｃ ｉａ Ｓ ａ ｄ ｎ ｎｖｒｉ ｆ ｃ ｎ ｌ ，ｉｏ２５ ４ ， ｈｎ ） ｔ Ｔ ｇ
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔ ｅ ｉ ｕ ｎ ｅ ｏ ｅ ｔ ｆ ｃ ｔ ｏ ｋ ｏ ｍｉｏ ｄ ｃ ｏ ｓ ｒｃｙ ｔｌ Ｓｖ ｒ ｅ ｓｔ ｅ。Ｏ ｔｅ ｒｑ ｅ ｔ ｆ ｈ ｈ ｎ ｅ ｃ ｆｈ ａ ｆ ｔ ｒ ｆ ｅ ｃ ｎ ｕ ｔｒｌ ｅ ｒｓａ ｅ ｓ ｎ ｉ ｖ Ｓ ｅ ｕ ｓ ｏ ｅ ｌ ｆ ｅｅ ａ ｗ ｓ ａ ｉ ｙ ｉ ｈ ｔ ｔ ｍｐ ｒｔ ｒ ｆｔｅ ｌｓ ｒ ｃｙ ｔｌ ｉ ｅｙ ｉ ｏｔ ｎ ． ｉ ｄ ｏ ｈ ｍｐ ｏ ｅ ｉ ｕｔ ｏ ｕｓ ｄ ｈ ｍｏ ｕ ａ ｉｇ ｉ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｏ ａ ｅ ｒｓａ ｓ ｖ ｒ ｍｐ ｒ ｔ Ａ ｋｎ ｆｔ ｅ ｉ ｒ ｖ ｄ ｃｒ ｉ ｆｐ ｌｅ ｗｉｔ ｄ ｌｔ ｓ ｈ ａ ｃ ｎ ｄ ｓ ｎ ｄ， ｈ ｃ ｄ ｐ ｓ ｔｅ ｍｅｈ ｄ ｏ ｅ ｆ ｕ ｅ ｃ ｍｂ ｎｎ ｔ ｉ ｌ ｔ ｎ ｃｒ ｕ ｔ ｔ ｒｕ ｈ ｃ ａ ｇ ｎ ｈ ｄ ｈ ｏ ｅ ｉ ｅ ｗ ｉｈ ａ ｏ ｔ ｈ ｔ ｏ ｆｔ ｇ ｒ ｏ ｉ ｉ ｇ ｗｉ ｓｍｕ ａｉ ｉ ｉ，ｈ ｏ ｇ ｈ ｎ ｉ ｇ ｔ ｅ ｗｉｔ ｆ ｇ ｈ ｉ ｈ ｏ ｃ ｐ ｌｅａ ｄ ａ ｌ ｕ ｅ ｏ ｅ ｖ ｌ ｇ ｆｏ ｔ ｕ ｏ ｃ ｎｒ ｌｔｅ ｄ ｒ ｃｉｎ ａ ｄ ｓｚ ｆｔ ｅ ｅｅ ｔｉ ｃ ｒｅ ｔ ｔ ｅ ｉ ｅ ｅ ｔ ｕ ｓ ｎ ｍｐ ｉ ｄ ｆｔ ｏｔ ｅ ｏ ｕｐ ｔｔ ｏ ｔ ｈ ｉ ｔ ｎ ｉｅｏ ｌ ｃｒ ｕ ｒ ｎ ，ｈ ｎ ｄ ｆ ｒ ｎ ｔ ｈ ａ ｏ ｅ ｏ ｈ ｃ ｆ ｏ ｔｕ ｏ ｅ ｎ ｔ ｅ ｏ ｔ ｕ ｎ ａ ｅ ｒｃ ｉｅ ． ｎ ｔ ｉ ｗａ ｔ ｅ ｏ ｔｕ ｏ ｅ ｆｔ ｅ ｓ ｍｉｏ ｄ ｃｏ ｅｒｇ ｒ ｔ ｎ ｕ ｐ ｔ ｗ ｒｉ ｈ ｕ ｐ ｔｅ ｄ ｃ ｎ ｂ ｅ ｅｖ ｄ Ｉ ｈｓ ｙ，ｈ ｕ ｐ ｔｐ ｗ ｒｗ ｒ ｈ ｍ ｅａ ｒ ｆｓ ｔ ａｊ ｓ ｔｉ ｌ ， ｄｔｅｆ ｅ ｎ ｆ ｈ ｅ ｐ ｒｔ ｅｗ ｉ ａ ｅ ｈ ｙｔｍ ｒａ ｈ ｏ ｅ ｅｔ ｐ ｒｔ ｅ ａ ｔ ｏ ｄ ｔ ｈｃ ｙ ａ ｎ ｌ ｔ ｅｏ ｔｅｔｍ ｅａ ｒ ｈ ｈ ｍ ｋ ｓｔｅｓｓ ｅ ｃ ｔ ｅ ｕ ｕ ｋ ｎ ｈ ｉ ｙ ｕ ｕ ｃ ｅ
制半导体制冷器（ Ｅ ） Ｔ Ｃ 的输出功率 ， 进行温度的粗调 和微调 ， 调使 Ｔ Ｃ快速升温或 降温 ， 粗 Ｅ 微调使 系统最
终 达 到动 态 稳 定 。
关键词 ：Ｂ Ｌ驱动 电路 ； Ｔ 脉宽调制 ； 半导体制冷器
中图分类号 ：Ｔ ２ ２ Ｐ １ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１０ －９８ （０ ７ １ － ０５ ３ ０ ０ ７ ７ ２ ０ ）２ ０ ８ －０
ｄ ｖ ｅ Ｔ Ｃ ｃｎｂ ｏｔ ｌ ｄｔ ｒａｉ ｈ ｈｃ ｅｉ ｉ ｆ ｈ ｅ ｐｒｔｒ ｗ ｉ ａ ｅ Ｔ Ｃ ｉｔ ｓｙｏ ｅｉ （ Ｅ ）ａ ｅｃｎｒ ｌ ｏ ｅｌｅｔｅｔ ｋ ｍ ｄ ｔ ｎｏ ｅｔ ｅ ｕｅ ｈ ｈｍ ｋｓ Ｅ ｅ ｉ ｒ ｃ ｏｅ ｚ ｉ ａｏ ｔ ｍ ａ ｃ ｎ ｎｆ
Ｏｐ ｉ ｉｉ ｇ ｄ ｓｇ ｆｄ ｉ ｅ ｃｒ ｕｉ ｏ ｅ ｐｅ ａ ｕ ｅ ｔｍ ｚｎ ｅ ｉ ｎ ｏ ｒｖ ｉｃ ｔｆ ｒ ｔ ｍ ｒ ｔ ｒ
ｃ ｎ ｒ ｌ ｎｇ ｏ ｅ ｉ ｏ ｄ ｔ ｒ ｌ ｓ ｒ ｏ ｔ ｏ ｌ ｆｓ ｍ ｃ ｎ ｕｃ ｏ ａ ｅ ｉ
功率放大电路提供一 个周期和 脉宽可调 的脉 冲信 号 ， 可 就 以控制晶体管的开启 时间， 也就达到 了控制 Ｔ Ｃ输 出功率 Ｅ
的最终 目的… 。 １ 模 拟驱 动电路的设计 模拟驱动电路设计成 以下几部分 ： 电压转换 电路 、 冲 脉 产生 电路 、 脉宽调节 电路 、 电压 限幅电路 、 功率 调节 电路 和 推挽式 Ｂ Ｌ功率放大 电路 ， Ｔ 来完成对 Ｔ Ｃ输 出功率 的快 速 Ｅ
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２０ ０ ７年 第 ２ ６卷 第 １ ２期
传感器 与微系统 （ ｍｎｄ ｃｒ ｎ ｃ ｓｓ ｍ Ｔ ｃｎｌ ｉ ） Ｔ ｓｕｅ ｄＭｉ ｏｙｔ ｅｈｏｏ ｅ ａ ｒ ｅ ｇｓ
８ ５
半 导体 激 光 器 温 度控 制驱 动 电路 的优 化 设计