半导体激光器温度控制电路设计.pdf

2(013年10月15三现代电子技术Ocl.2013第36卷第20期Modern Elcctronics TcchniqucVol 36 No 20半导体激光器温度控制电路设计霍佳皓,李洪祚长春理工大学,吉林长春130012)摘要:在对激光器的温度控制理论作了深入研究的基础上,为了使激光器工作时温度恒定,设计了一种新型的温度控制电路,电路中采用了ADN8831作为的核心器件,结合PWM控制方案,完成了包括输入级、补偿环节、输出级、漶波电路和保护及检測电路的硬件电路设计。经过实际连接激光器实验,温度控制精度可达0.01。电路具有体积小、效辛高、可靠性高、驱动能力强等特点,可以为激光器提供恒定的温度控制。关键词:温度控制;半导体瀲光器;TF.C;PID中图分类号:TN722-34文献标识码文章编号:1004-373X(2013)20-0153-03Design of temperature control circuit for semiconductor laserChangchun University of Science and Technology, Changchun 130012, ChinaAbstract: Based on Lhc in-deplh sludy on the Icmperlure conlrol heory of laser, new thcrmal conlrol cireuil was designed to make laser work in constant temperature. AD)883I is adopted as a key component of this circuit. In combination withPWM control scheme, the design of hardware circuits (including input stage, compensative link, output stage, filtering circuitprotection circuit and fault detection circuit )was accomplished. The actual connection experiment of the laser indicates that theprecision of lemperalure c ontrol is up Lo 0.01.This circuit possesses h advantages of high e ficiency, small size, high reliability and strong driving ability, and can provide constant temperature control for the semiconductor laserKeyword temperature control; semiconductor laser; TEC; PID0引言工作过程中,ADN8831输入端的电压值对应一个设定好的日标温度。适当大小的电流流过TEC,使EC加热通过对半导体激光器特性的研究,可知温度对激光或制冷,在这个过程中使激光器表面温度向设定温度值器的正常工作有着重要的影响。温度会直接影响到半靠近。此芯片还有过流保护功能,可编程开关频率最导体激光器的工作参数包括:阈值电流、-关系、输出高可达1MI波长、P-关系等。同时高温也会对激光器产生极大的2TEC控制原理影响,严重影响其使用寿命和效率。本义采用ADN8831温度控制芯片为激光器提供恒定且可调的IEC( Thermo Electric Cooler)实际上是用两种材料工作温度来保证激光器高效率工作。不同半导体(P型和N型)组成PN结,当PN结中有直流电流通过时,由于两种材料中的电子和空穴在跨越PN1温度控制芯片介绍结移动过程中产生吸热或放热效应(帕尔帖效应),就根据半导体激光器对温度的要求,选定ADN8831会使PN结表现出制冷或制热的效果,改变电流方向即作为激光器的温度控制主芯片。ADN8831芯片是日前可实现TEC加热或制冷,调节电流大小即可控制加热或最优秀的单片高集成度、高输出效率和高性能的TC制冷量的出利用TEC稳定激光帯緯温度方法的系统驱动模块之一。ADN881的最大温漂电压低于框图如图1所示。图1中贴着激光器右侧的是温度传感器,这里使用250mV,能够使设定温度误差控制在0.01左右。在具有负温度系数的热敏电阻。这个热敏电阻是用来测收稿日期:2013-05-14量安放在TEC表面上的激光器的温度。期望的激光器基金项目:国家自然科学基金(60977052)温度用一个固定的电压值来表示,与热敏电阻产生的电