[實(shí)用新型]半導(dǎo)體激光管溫度控制電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320269699.2
• 申請(qǐng)日: 2013-05-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203224796U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張永臣;孫忠周;史振國(guó);劉瑜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 威海北洋電氣集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): G05D23/19
• 分類號(hào): G05D23/19;H01S5/024
• 代理公司: 威?？菩菍＠聞?wù)所 37202
• 代理人: 于濤

技術(shù)領(lǐng)域

?本實(shí)用新型涉及光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種能夠保證半導(dǎo)體激光管溫度穩(wěn)定、防止其中心波長(zhǎng)發(fā)生偏移的半導(dǎo)體激光管溫度控制電路。

背景技術(shù)

20世紀(jì)80年代以來(lái)，光纖傳感技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家得到了迅速的發(fā)展，各種光纖傳感器以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、國(guó)防、航空航天、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。從20世紀(jì)70年代末，我國(guó)開(kāi)始從事這方面的研究，目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)在光纖測(cè)溫傳感和測(cè)應(yīng)力傳感領(lǐng)域取得了很大進(jìn)步，并且已經(jīng)產(chǎn)品化進(jìn)入市場(chǎng)。

近年來(lái)分布式光纖傳感技術(shù)在國(guó)內(nèi)發(fā)展迅速，分布式光纖傳感產(chǎn)品在煤礦、隧道、油品和危險(xiǎn)品倉(cāng)庫(kù)、石油石化等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，分布式光纖傳感系統(tǒng)都包含一個(gè)光源，目前常用的光源分為半導(dǎo)體激光器源和光纖激光器源。無(wú)論使用半導(dǎo)體激光器還是使用光纖激光器都需要使用半導(dǎo)體激光管，而半導(dǎo)體激光管的中心波長(zhǎng)受溫度影響較大，為了保證系統(tǒng)中心波長(zhǎng)的穩(wěn)定必須保證激光管溫度的穩(wěn)定。

目前穩(wěn)定半導(dǎo)體激光管溫度的方法都是使用集成溫控芯片控制TEC制冷器的方式實(shí)現(xiàn)，但由于集成溫控芯片的成本居高不下，導(dǎo)致光纖傳感廠家在激光管溫控上花費(fèi)較高的費(fèi)用。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)和不足，提出了一種結(jié)構(gòu)合理、成本低廉、工作可靠，能夠控制溫度，進(jìn)而提高激光管中心波長(zhǎng)的穩(wěn)定性的半導(dǎo)體激光管溫度控制電路。

????本實(shí)用新型可以通過(guò)以下措施達(dá)到：

????一種半導(dǎo)體激光管溫度控制電路，包括脈沖發(fā)生電路、脈沖控制電路、MOS管驅(qū)動(dòng)電路、TEC驅(qū)動(dòng)電路以及溫度采集電路，其特征在于溫度采集電路與TEC制冷片、半導(dǎo)體激光管封裝在一起，溫度采集電路的輸出端與脈沖控制電路相連接，脈沖控制電路的輸出端與脈沖發(fā)生電路相連接，脈沖發(fā)生電路的輸出端與MOS管驅(qū)動(dòng)電路相連接，MOS管驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與TEC驅(qū)動(dòng)電路相連接，TEC驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與TEC制冷片相連接。

????本實(shí)用新型中所述的脈沖控制電路由比較器U1、分壓電阻R1、分壓電阻R2組成，其中溫度采集電路所采集的信號(hào)經(jīng)電阻R3送入比較器U1的反向輸入端，分壓電阻R1的一端與比較器U1的正向輸入端相連接，另一端接高電平Vcc，分壓電阻R2的一端與比較器U1的正向輸入端相連接，另一端接地，其中分壓電阻R1為可調(diào)電阻，用于實(shí)現(xiàn)比較器U1正向輸入端電壓的調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)定激光管溫控溫度的目的。

本實(shí)用新型中所述的脈沖發(fā)生電路主要由555芯片U1、反相器U2、電子開(kāi)關(guān)芯片U3和部分阻容件組成，其中555定時(shí)器芯片設(shè)計(jì)為多諧振蕩器，通過(guò)改變分別與555芯片U1的相應(yīng)管腳相連接的電阻R1、電阻R2、電容C1、電容C2的值可以調(diào)節(jié)多諧振蕩器的輸出頻率和占空比，555芯片U1輸出端與反相器U2的輸入端相連接，輸入信號(hào)經(jīng)反相器U2反向處理后送入電子開(kāi)關(guān)芯片U3，同時(shí)555芯片U1的輸出信號(hào)也送入電子開(kāi)關(guān)芯片U3，脈沖控制信號(hào)以及過(guò)流保護(hù)信號(hào)也通過(guò)電子開(kāi)關(guān)芯片U3相應(yīng)的信號(hào)輸入管腳被送入電子開(kāi)關(guān)芯片U3，U3的輸出信號(hào)在脈沖控制信號(hào)以及過(guò)壓保護(hù)信號(hào)的影響下，要么與U1的輸出信號(hào)一致，要么與U2的輸出信號(hào)一致。

本實(shí)用新型中的MOS管驅(qū)動(dòng)電路主要由反相器U1、驅(qū)動(dòng)芯片U2組成，其中脈沖信號(hào)經(jīng)反相器U1輸出4路信號(hào)分別為P+、P-、N+、N-，其中P+、N+與輸入信號(hào)同向，P-、N-與輸入信號(hào)反向，P+、P-、N+、N-信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)芯片U2后分別輸出為PVA、NVA、PVB、NVB，MOS管驅(qū)動(dòng)電路輸出可直接驅(qū)動(dòng)MOS管。

本實(shí)用新型中的TEC驅(qū)動(dòng)電路主要由P溝道MOS管T1、T3，N溝道MOS管T2、T4，比較器U1和部分阻容件，在使用時(shí)，T1、T4與T2、T3分時(shí)導(dǎo)通工作，當(dāng)T1、T4導(dǎo)通工作時(shí)T2、T3截止，此時(shí)TEC電流從L1流向L2，當(dāng)T2、T3導(dǎo)通工作時(shí)T1、T4截止，此時(shí)TEC電流從L2流向L1，通過(guò)控制電流流向可以控制TEC制熱還是制冷。電阻R1用來(lái)檢測(cè)TEC工作電流大小，當(dāng)TEC電流超過(guò)設(shè)定值時(shí)U1輸出高電平，該信號(hào)送給脈沖發(fā)生電路調(diào)節(jié)脈沖輸出占空比限制TEC電流。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，使用分立的通用芯片實(shí)現(xiàn)集成溫控芯片的目的，使溫控電路的成本由原來(lái)的300元降低為150元，具有結(jié)構(gòu)合理、工作可靠、成本低等顯著的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明：

附圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖2是本實(shí)用新型中控制電路的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖3是本實(shí)用新型中脈沖發(fā)生電路的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖4是本實(shí)用新型中MOS管驅(qū)動(dòng)電路的一種結(jié)構(gòu)示意圖。