热电致冷的激光器温度控制电路设计

EML内部集成的高灵敏度NTlC热敏电阻，温度特性波动小、对各种温度变化响应快，材料一般为薄膜铂电阻。电阻的阻值与温度的关系是非线性的，可用公式表示为：
R=RTO×EXP{B(1／T-1／TO)}
其中，T0为温度的初始值，B为热敏指数。
热敏电阻作为传感器探测激光器内部温度，并将温度转换为自身阻值的变化，然后由温度控制电路将电阻的变化转换为电压的变化，其转换精度决定了测温的精度。转换后电压值的大小决定TEC LOOP电路的电流的流向(流入还是流出)，以此来实现TEC控制电路的制冷或制热。
图3为设计的TEC LOOP电路。

在TPS6300X系列芯片中，为了更好地控制输出电压VOUT，通常用FB引脚电压值的变化来感知输出电压V(OUT值的变化，这就意味着FB引脚要和VOUT引脚直接相连。

可得出，VFB=K1·VOUT+K2·VDAC。其中，K1、K2为常量，VDAC为MCU的控制电压。通过对输出电压VOUT值的控制，当电流由IT电感生产EC(+)流向ITEC(-)时，激光器将制冷，反之制热。
在这个可调节的电压输出系统中，要调节VOUT值，还要用一个外部的分压电阻连接在FB、VOUT和GND之间。为了能正常地调节VOUT值，V-FB值最大不超过500 mA，IFB不超过0．0功率电感1μA，RB的阻值小于500 kΩ。分压电阻RA阻值由VFB、YOUT和RB确定。
1．3 TEC LOOP控制算法
PID塑封电感(Proportional Integral Derivative)控制是一种线性的调节，即比例、积分、微分控制。PID控制有模拟PID和数字PID控制两种，通常依据控制器输出与执行机构的对应关系，将基本数字PID算法分为位置式PID和增量式PID。本文中TEC LOO一体电感器P控制采用了适合于温度控制的位置式PID控制算法。该算法原理简单，只是将经典的PID算法理论离散化，运用于计算机辅助测量，结构简单易于实现。图4是TEC LOOP的控制模型。

该控制模型的控制表达式为：

其中，Kp为比例调节系数，Ki为积分调节系数，Kd为微分调节系数，e(k)为每次采样值与目标值的差值，u(k)为每次计算后用于调整温度的DAC值。模型中的反馈部分是将24位DAC的采样值转换成温度，当前温度与目标温度的差值通过PID算法计算出当前需要调整的DAC值，从而来实现温度的精确控制。

2 实验结果及分析
基于以上设计的TEC控制电路，分别对4只EML激光器在-10℃、25℃、75℃三种温度下进行3．3(1±10％)V的一些性能指标测试，测试的激光器是在循绕行电感器环箱中进行，表1为其中波长和光发射功率的具体测量数据。

从表中可以看出，当TEC控制在42℃，4只EML激光器分别工作在-10℃、25℃、75℃时，中心波长的偏移均不超过0．2 nm，光功率的变化在±1 dB之内。根据CyOptics公司的lO Gb／s Cooled EML的使用手册可知，光功率、中心波长完全满足TDM(时分复用)的要求，波长的变化范围也可以满足WDM(波分复用)应用需求。

结语
本文所设计的基于TPS63000的温度控制电路，已成功应用在CyOptics公司的EML激光器中。实际使用证明：该电路可以有效地对TEC的温度进行控制，能够使EML激光器长期、稳定地工作在设定温度下。此模块工作温度宽、集成度高、成本低，经过进一步优化设计还可以适用于大多数集成光通信系统。

大电流电感

电感详解及设计规范磁性元件的设计是开关电源设计中的重点和难点，究其原因是磁性元件属非标准件，其设计时需考虑的设计参数众多，工艺问题也较为突出，分布参数复杂。为帮助硬件工程师尽快了解磁性元

充满信心地设计军用SDR产品21世纪的战场以网络战为中心，从卫星到单兵，以及各种装备中，系统体积、重量和功耗(SWaP)都非常关键。不论是在有人(舰艇、飞机和车辆)，还是无人(导弹、传感器，以及空中和地面车辆(UAV和UGV))

基于高稳定电源虚拟测试系统设计方案0 引言一般电源稳定度的测试有众多方法。在220 kV场发射枪透射电子显微镜的研制过程中，其线圈恒流电源的稳定度要求甚高，特别是物镜线圈恒流电源，其线圈电流稳定度达到2 ppm/min.这就迫切需要搭

注塑加工厂

 2/2   首页 上一页 1 2