TEC控制电路及TEC控制器的制作方法

本实用新型涉及EML激光器
技术领域：
，特别涉及一种TEC控制电路及应用该TEC控制电路的TEC控制器。
背景技术：
：在高速长距离光传输中的过程中需要用到EML(Electlro-absorptionModulatedLaser，电吸收调制激光器)激光器，EML激光器对于温度稳定性要求较高，需要TEC(ThermoelectricCooler，半导体制冷器)控制器控制其温度。现有方案主要采用TEC控制器加运放的方式，采集热敏电阻的工作状态，通过运放反馈进行线性调节。这种方式的精确度较低，制冷效果不佳，影响激光器的工作稳定性。技术实现要素：本实用新型的主要目的是提供一种TEC控制电路，旨在提供一种高效、功耗小的TEC控制电路。为实现上述目的，本实用新型提出的TEC控制电路，包括温度采集电路、第一放大器、第二放大器、PID补偿电路及驱动电路；所述温度采集电路，采集EML激光器的温度信息，并将所述温度信息转换为电信号；所述第一放大器，将所述电信号转换为线性信号；所述第二放大器，接收所述线性信号及用户输入的设置信号，将所述线性信号与所述设置信号进行比较，并输出控制信号至所述驱动电路；所述PID补偿电路，对所述控制信号进行PID补偿；所述驱动电路，接收所述控制信号，输出差分驱动电压至半导体制冷器。优选地，所述温度采集电路的输出端与所述第一放大器的输入端连接，所述第一放大器的输出端与所述第二放大器的第一输入端连接，所述第二放大器的输出端与所述驱动电路的输入端连接，所述第二放大器的输出端还与所述PID补偿电路的输入端连接，所述PID补偿电路的输出端与所述第二放大器第一输入端连接。优选地，所述PID补偿电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容及第三电容；所述第四电阻的第一端与所述第一放大器的输出端连接，所述第四电阻的第二端与所述第二放大器的第一输入端连接；所述第一电阻的第一端与所述第一放大器的输入端连接，所述第一电阻的第二端与所述第一放大器的输出端连接；所述第一电容的第一端与所述第一放大器的输出端连接，所述第一电容的第二端与所述第二电阻的第一端连接；所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端还与所述第二放大器的第一输入端连接；所述第三电阻的第二端与所述第三电容的第一端连接，所述第三电容的第二端与所述第二放大器的输出端连接；所述第二电容的第一端与所述第二电阻的第二端连接，所述第二电容的第二端与所述第三电容的第二端连接。优选地，所述温度采集电路包括第五电阻、第六电阻及第七电阻；所述第五电阻的第一端与电源连接，所述第五电阻的第二端与所述第六电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端与所述第七电阻的第一端连接，所述第七电阻的第二端接地；所述第五电阻的第二端还与所述第一放大器的输入端连接，所述第七电阻为热敏电阻。优选地，所述第七电阻为NTC热敏电阻。优选地，所述TEC控制电路还包括TEC限制模块；所述TEC限制模块的输出端与所述驱动电路的限制端连接；所述TEC限制模块，检测半导体制冷器的电流和/或电压，对所述电流和/或电压进行大小限制。优选地，所述TEC控制电路还包括控制器，所述控制器输入端与所述第二放大器的输出端连接，所述控制器的输出端与所述驱动电路的输入端连接；所述控制器，对所述第二放大器所输出的控制信号进行控制、处理。优选地，所述TEC控制电路还包括振荡器；所述振荡器的输出端与所述控制器的时钟端连接；所述振荡器，接收相位设置，并发送振荡信号至所述控制器。优选地，所述所述TEC控制电路还包括参考电压模块，所述参考电压模块的输入端与所述控制器的参考电压端连接；所述参考电压模块的输出端输出参考电压。本实用新型还提出一种TEC控制器，该TEC控制器包括温度采集电路、第一放大器、第二放大器、PID补偿电路及驱动电路；所述温度采集电路，采集EML激光器的温度信息，并将所述温度信息转换为电信号；所述第一放大器，将所述电信号转换为线性信号；所述第二放大器，接收所述线性信号及用户输入的设置信号，将所述线性信号与所述设置信号进行比较，并输出控制信号至所述驱动电路；所述PID补偿电路，对所述控制信号进行PID补偿；所述驱动电路，接收所述控制信号，输出差分驱动电压至半导体制冷器。本实用新型技术方案通过采用温度采集电路、PID补偿电路、第一放大电路、第二放大电路及驱动电路，形成了一种TEC控制电路。通过温度采集电路采集EML激光器的温度信息，将其通过第一放大器转换为线性电压，通过第二放大器与用户设置的设定信号进行比较，输出的信号通过PID补偿电路减少误差，最后由驱动电路进行信号驱动，实现对半导体制冷器的控制，进而完成对EML激光器的温度控制。本实用新型使得EML激光器的温度控制更加精确、高效。附图说明为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本实用新型TEC控制电路一实施例的功能模块图；图2为本实用新型TEC控制电路一实施例的电路图；图3为本实用新型TEC控制电路另一实施例的功能模块图。附图标号说明：标号名称标号名称100温度采集电路R2第二电阻200第一放大器R3第三电阻300第二放大器R4第四电阻400PID补偿电路R5第五电阻500驱动电路R6第六电阻600TEC限制模块R7第七电阻700控制器C1第一电容800振荡器C2第二电容900参考电压模块C3第三电容R1第一电阻本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。本实用新型提出一种TEC控制电路。参照图1，该TEC控制电路包括温度采集电路100、第一放大器200、第二放大器300、PID补偿电路400及驱动电路500；所述温度采集电路100，采集EML激光器的温度信息，并将所述温度信息转换为电信号；所述第一放大器200，将所述电信号转换为线性信号；所述第二放大器300，接收所述线性信号及用户输入的设置信号，将所述线性信号与所述设置信号进行比较，并输出控制信号至所述驱动电路500；所述PID补偿电路400，对所述控制信号进行PID补偿400；所述驱动电路500，接收所述控制信号，输出差分驱动电压至半导体制冷器。需要说明的是，所述PID补偿电路400与所述第二放大器300共同形成一个PID补偿器，该PID补偿器包括一个极低频率极点、两个不同的较高频率零点和两个高频极点。PID补偿器可通过所述第二放大器的第二输入端输入设定电压，获得一阶跃函数并改变目标温度，使用人员可以调整PID补偿电路的结构，使TEC温度的建立时间最短。本实用新型技术方案通过采用温度采集电路100、PID补偿电路400、第一放大电路200、第二放大电路300及驱动电路500，形成了一种TEC控制电路。通过温度采集电路100采集EML激光器的温度信息，将其通过第一放大器200转换为线性电压，通过第二放大器300与用户设置的设定信号进行比较，输出的信号通过PID补偿电路400减少误差，最后由驱动电路500进行信号驱动，实现对半导体制冷器的控制，进而完成对EML激光器的温度控制。本实用新型使得EML激光器的温度控制更加精确、高效。具体地，所述温度采集电路100的输出端与所述第一放大器200的输入端连接，所述第一放大器200的输出端与所述第二放大器300的第一输入端连接，所述第二放大器300的输出端与所述驱动电路500的输入端连接，所述第二放大器300的输出端还与所述PID补偿电路400的输入端连接，所述PID补偿电路400的输出端与所述第二放大器300第一输入端连接。参照图2，具体地，所述PID补偿电路400包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1、第二电容C2及第三电容C3；所述第四电阻R4的第一端与所述第一放大器200的输出端连接，所述第四电阻R4的第二端与所述第二放大器300的第一输入端连接；所述第一电阻R1的第一端与所述第一放大器200的输入端连接，所述第一电阻R1的第二端与所述第一放大器200的输出端连接；所述第一电容C1的第一端与所述第一放大器200的输出端连接，所述第一电容C1的第二端与所述第二电阻R2的第一端连接；所述第二电阻R2的第二端与所述第三电阻R3的第一端连接，所述第二电阻R2的第二端还与所述第二放大器300的第一输入端连接；所述第三电阻R3的第二端与所述第三电容C3的第一端连接，所述第三电容C3的第二端与所述第二放大器300的输出端连接；所述第二电容C2的第一端与所述第二电阻R2的第二端连接，所述第二电容C2的第二端与所述第三电容C3的第二端连接。需要说明的是，第三电阻R3与第二放大器300形成以比例电路。第一电容C1及第二电阻R2与第二放大器300共同形成微分电路。第四电阻R4、第三电容C3及第二放大器300共同形成了积分电路。通过比例电路(Proportional)、积分电路(Integral)及微分电路(Differential)共同形成了PID补偿器。具体地，所述温度采集电路100包括第五电阻R5、第六电阻R6及第七电阻R7；所述第五电阻R5的第一端与电源连接，所述第五电阻R5的第二端与所述第六电阻R6的第一端连接，所述第六电阻R6的第二端与所述第七电阻R7的第一端连接，所述第七电阻R7的第二端接地；所述第五电阻R5的第二端还与所述第一放大器200的输入端连接，所述第七电阻R7为热敏电阻。需要说明的是，电源的电压通过第五电阻R5、第六电阻R6及第七电阻R7导向地面，由于其中第七电阻R7为热敏电阻，并设置于EML激光器上，当EML激光器的温度发生变化时，第七电阻R7的阻值发生改变，进而使得第一放大器200的输入端电压发生变化，从而实现将EML激光器的温度信息转换为电压信息。具体地，所述第七电阻R7为NTC热敏电阻。需要说明的是，NTC(NegativeTemperatureCoefficient)热敏电阻，即负温度系数热敏电阻，是一类电阻值随温度增大而减小的一种传感器电阻。参照图3，具体地，所述TEC控制电路还包括TEC限制模块600；所述TEC限制模块600的输出端与所述驱动电路500的限制端连接；所述TEC限制模块600，检测半导体制冷器的电流和/或电压，对所述电流和/或电压进行大小限制。具体地，所述TEC控制电路还包括控制器700，所述控制器700输入端与所述第二放大器300的输出端连接，所述控制器700的输出端与所述驱动电路500的输入端连接；所述控制器700，对所述第二放大器300所输出的控制信号进行控制、处理。具体地，所述TEC控制电路还包括振荡器800；所述振荡器800的输出端与所述控制器700的时钟端连接；所述振荡器800，接收相位设置，并发送振荡信号至所述控制器700。具体地，所述所述TEC控制电路还包括参考电压模块900，所述参考电压模块900的输入端与所述控制器700的参考电压端连接；所述参考电压模块900的输出端输出参考电压。本实用新型通过温度采集电路100、第一放大器200、第二放大器300、PID补偿电路400及驱动电路500，形成了一种TEC温度控制电路。将采集的温度信息通过两个放大器进行转换，并与用户设置的设定信号进行比较，得到的输出的信号通过PID补偿电路400减少误差，最后由驱动电路500进行信号驱动，实现对半导体制冷器的控制，进而完成对EML激光器的温度稳定。本实用新型还加入了TEC限制模块600，实现了制冷电流极限值设置。进一步完善了电路，使得EML激光器的温度控制更加精确、高效。本实用新型还提出一种TEC控制器，该TEC控制器包括TEC控制电路，该TEC控制电路的具体结构参照上述实施例，由于本TEC控制器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的
技术领域：
均包括在本实用新型的专利保护范围内。当前第1页1 2 3