一种用于光纤激光器的温控电路的制作方法

本实用新型涉及光纤激光器领域，特别是涉及一种用于光纤激光器的温控电路。

背景技术：

光纤激光器（fiberlaser）是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器，光纤激光器可在光纤放大器的基础上开发出来：在泵浦光的作用下光纤内极易形成高功率密度，造成激光工作物质的激光能级“粒子数反转”，当适当加入正反馈回路（构成谐振腔）便可形成激光振荡输出。

半导体致冷器(thermoelectriccooler，tec)是利用半导体材料的珀尔帖效应制成的。所谓珀尔帖效应，是指当直流电流通过两种半导体材料组成的电偶时，其一端吸热，一端放热的现象。重掺杂的n型和p型的碲化铋主要用作tec的半导体材料，碲化铋元件采用电串联，并且是并行发热。tec包括一些p型和n型对（组），它们通过电极连在一起，并且夹在两个陶瓷电极之间；当有电流从tec流过时，电流产生的热量会从tec的一侧传到另一侧，在tec上产生″热″侧和″冷″侧，这就是tec的加热与致冷原理。

目前，在光纤激光器领域恒温控制技术被广泛应用，但其存在着电路复杂、算法复杂的缺点，会导致效率低，开发难度大等缺点，基于以上原因，市场迫切需要一种省时省力且结构简单操作容易的恒温控制电路。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述现有电路负载、算法复杂、效率低、开发难度大的问题，提供一种用于光纤激光器的温控电路。

一种用于光纤激光器的温控电路，包括：

采集模块，用于采集光纤激光器的工作温度信号；

负反馈控制电路，与所述采集模块电性连接，用以根据温度阈值及所述工作温度信号，输出控制电压信号；

tec驱动电路，与所述负反馈控制电路电性连接，用以根据控制电压信号，驱动所述tec工作。

在其中一个优选实施方式中，所述负反馈控制电路包括：

第一运算放大器，具有第一反向电压输入端、第一正向电压输入端及第一输出端，所述第一反向电压输入端电性连接于所述采集模块，用以获取采样电压，所述第一正向电压输入端用以接收温度阈值对应的设定电压阈值，所述第一输出端，根据所述采样电压及设定电压阈值，输出高电平或低电平信号；

第二运算放大器，具有第二反向电压输入端、第二正向电压输入端及第二输出端，所述第二反向电压输入端与所述第一运算放大器的第一输出端电性连接，所述第二正向电压输入端用以接收温度阈值对应的设定电压阈值，所述第二运算放大器用以根据所述第一运算放大器输出的高电平或低电平信号，输出对应的高电平或低电平信号，以控制tec驱动电路驱动半导体致冷器制热或制冷工作。

在其中一个优选实施方式中，所述负反馈控制电路还包括：

连接于所述第一运算放大器的第一反向电压输入端及第二运算放大器的第二输出端之间的积分电容电路。

在其中一个优选实施方式中，当所述第二运算放大器输出高电平时，所述tec驱动电路控制半导体致冷器处于制热模式。

在其中一个优选实施方式中，当所述第二运算放大器输出低电平时，所述tec驱动电路控制半导体致冷器处于制冷模式。

在其中一个优选实施方式中，所述tec驱动电路具有tec驱动芯片，所述tec驱动芯片的型号为drv519。

在其中一个优选实施方式中，所述采集模块包括ntc热敏电阻。

在其中一个优选实施方式中，所述负反馈控制电路连接于上位机，用于接收所述温度阈值。

本实用新型上述实施方式中的用于光纤激光器的温控电路利用负反馈控制电路对tec进行实时监控，并根据tec工作温度，控制tec驱动电路，这样具有电路结构简单、工作效率高，开发难度小效果。

附图说明

图1为本实用新型一优选实施方式中的一种用于光纤激光器的温控电路的电路结构示意图；

图2为本实用新型一优选实施方式中的一种用于光纤激光器的温控电路中负反馈控制电路的电路结构示意图；

图3位本实用新型一优选实施方式中的一种用于光纤激光器的温控电路中的tec驱动电路的电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本实用新型一优选实施方式公开了一种用于光纤激光器的温控电路100，该温控电路100包括采集模块110、负反馈控制电路120及tec驱动电路130。

上述采集模块110用于采集光纤激光器的工作温度信号。

具体地，上述采集模块包括ntc热敏电阻，该ntc热敏电阻设置于tec上，用于采集tec工作时的温度。

上述负反馈控制电路120，与上述采集模块110电性连接，用以根据温度阈值及上述工作温度信号，输出控制电压信号。

具体地，上述负反馈控制电路120包括第一运算放大器121及第二运算放大器122

结合图1及图2所示，上述第一运算放大器121，具有第一反向电压输入端v1-、第一正向电压输入端v1+及第一输出端v1out，上述第一反向电压输入端v1-电性连接于上述采集模块110，用以获取采样电压，上述第一正向电压输入端v1+用以接收温度阈值对应的设定电压阈值，上述第一输出端v1out根据上述采样电压及设定电压阈值，输出高电平或低电平信号。

第二运算放大器122，具有第二反向电压输入端v2-、第二正向电压输入端v2+及第二输出端v2out，所述第二反向电压输入端v2+与所述第一运算放大器121的第一输出端v1out电性连接，所述第二正向电压输入端v2+用以接收温度阈值对应的设定电压阈值，所述第二运算放大器122用以根据所述第一运算放大器121输出的高电平或低电平信号，输出对应的高电平或低电平信号，以控制tec驱动电路130驱动半导体致冷器制热或制冷工作。

更详细地，上述负反馈控制电路120还包括积分电容，该积分电容123连接于所述第一运算放大器121的第一反向电压输入端v1-及第二运算放大器122的第二输出端v2out之间。

上述负反馈控制电路120连接于上位机，用于接收上述温度阈值。具体地，本实施方式中，上述运算放大器121的第一正向电压输入端v1+连接于上位机，上述运算放大器122的第一正向电压输入端v2+连接于上位机。

驱动控制芯片122，与上述运算放大器121的第一输出端v1out电性连接，用以根据上述运算放大器121输出的高电平或低电平信号，控制tec驱动电路130驱动半导体致冷器制热或制冷工作。

更详细地，当上述驱动控制芯片122输出高电平时，上述tec驱动电路130控制半导体致冷器处于制热模式。当上述驱动控制芯片122输出低电平时，上述tec驱动电路130控制半导体致冷器处于制冷模式。

上述驱动控制芯片的型号为drv519。

实施例1

ntc热敏电阻是放置在半导体致冷器之上的，第一正向电压输入端v1+外接的上位机设置的温度为25°，则第一正向电压输入端v1+及第二正向电压输入端v2+所接收的电压为1.25v，在上电开始的阶段，若被控对象的温度高于25℃，根据ntc热敏电阻的特性，电阻值会低于10k（10k对应25℃），所以运算放大器121的第一反向电压输入端v1-的电压会低于1.25v，此时运算放大器121输出高电平。

第二正向电压输入端v2+外接的上位机设置的温度为25°，根据第一运算放大器121的高电平输出高电平。

结合图1及图3所示，上述tec驱动电路130，与上述负反馈控制电路120电性连接，用以根据控制电压信号，驱动上述tec工作。

根据drv591的原理，由于负反馈控制电路120正向输入电压小于负向输入电压，控制tec半导体致冷器朝着制冷的方向进行，热敏电阻的电阻便会升高，运算放大器121第一正向电压输入端v1+的电压便会升高，由于运算放大器121的积分作用，运算放大器121同向输入端的电压，与运算放大器121的输出端电压会慢慢接近，tec也会稳定在设定的温度阈值。

本实用新型上述实施方式中的用于光纤激光器的温控电路利用负反馈控制电路对tec进行实时监控，并根据tec工作温度，控制tec驱动电路，这样具有电路结构简单、工作效率高，开发难度小效果。适合小功率多模光纤激光的温控。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。