本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體激光器控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其指一種開關(guān)式半導(dǎo)體激光器恒溫控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

激光器是一種能發(fā)射激光的裝置，其中最重要最具應(yīng)用價(jià)值的是半導(dǎo)體激光器，半導(dǎo)體激光器是成熟較早、進(jìn)展較快的一類激光器，半導(dǎo)體激光器的應(yīng)用范圍覆蓋了整個(gè)光電子學(xué)領(lǐng)域，已成為當(dāng)今光電子科學(xué)的核心技術(shù).半導(dǎo)體激光器在激光測(cè)距、激光雷達(dá)、激光通信、激光模擬武器、激光警戒、激光制導(dǎo)跟蹤、引燃引爆、自動(dòng)控制、檢測(cè)儀器等方面獲得了廣泛的應(yīng)用，形成了廣闊的市場(chǎng)。溫度特性是半導(dǎo)體激光器的主要特征之一，不但闕值電流和輸出光功率受到工作溫度的制約，而且溫度變化還會(huì)影響到激光器的發(fā)射波長(zhǎng)及其模式特性，因此，采用良好的散熱和恒溫系統(tǒng)對(duì)保證半導(dǎo)體激光器的穩(wěn)定可靠運(yùn)行具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種開關(guān)式半導(dǎo)體激光器恒溫控制系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的的技術(shù)解決方案為：一種開關(guān)式半導(dǎo)體激光器恒溫控制系統(tǒng)包括激光器、半導(dǎo)體制冷片TEC、PWM驅(qū)動(dòng)電路、數(shù)據(jù)采樣電路、RS-232串口、單片機(jī)控制器、電源模塊、顯示屏、時(shí)鐘電路、擴(kuò)展存儲(chǔ)器、看門狗電路和鍵盤；電源模塊與單片機(jī)控制器進(jìn)行電氣連接，電源模塊與PWM驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行電氣連接，電源模塊與數(shù)據(jù)采樣電路進(jìn)行電氣連接，RS-232串口與單片機(jī)控制器進(jìn)行電氣連接，顯示屏與單片機(jī)控制器進(jìn)行電氣連接，時(shí)鐘電路與單片機(jī)控制器進(jìn)行電氣連接，擴(kuò)展存儲(chǔ)器與單片機(jī)控制器進(jìn)行電氣連接，看門狗電路與單片機(jī)控制器進(jìn)行電氣連接，鍵盤與單片機(jī)控制器進(jìn)行電氣連接，單片機(jī)控制器與PWM驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行電氣連接，單片機(jī)控制器還與數(shù)據(jù)采樣電路進(jìn)行電氣連接，PWM驅(qū)動(dòng)電路與半導(dǎo)體制冷片TEC進(jìn)行電氣連接，半導(dǎo)體制冷片TEC與數(shù)據(jù)采樣電路進(jìn)行電氣連接，激光器安裝在半導(dǎo)體制冷片TEC上。

PWM驅(qū)動(dòng)電路包括電阻R1、電阻R2、可調(diào)電阻RP1、可調(diào)電阻RP2、電壓比較器U1、電壓比較器U2、電容C1、電容C2、NPN型達(dá)林頓管Q1、PNP型達(dá)林頓管Q2；NPN型達(dá)林頓管Q1的集電極接電阻R1，電阻R1的另一端接電源模塊+5V輸出端，NPN型達(dá)林頓管Q1的發(fā)射極接PNP型達(dá)林頓管Q2的發(fā)射極，NPN型達(dá)林頓管Q1的發(fā)射極接還接半導(dǎo)體制冷片TEC的1腳，半導(dǎo)體制冷片TEC的2腳接電源地，PNP型達(dá)林頓管Q2的集電極接電阻R2，電阻R2的另一端接電源模塊-5V輸出端，NPN型達(dá)林頓管Q1的基極接電壓比較器U1的1腳，PNP型達(dá)林頓管Q2的基極接電壓比較器U2的1腳，電壓比較器U2的8腳接可調(diào)電阻RP2，可調(diào)電阻RP2的可調(diào)端接電壓比較器U2的2腳，電壓比較器U2的1腳通過電容C1與電壓比較器U2的3腳相連接，電壓比較器U2的8腳接電源模塊+5V輸出端，電壓比較器U2的4腳接電源模塊-5V輸出端，單片機(jī)控制器U2的3腳還接單片機(jī)控制器的P3.2輸出端，NPN型達(dá)林頓管Q1的基極接電壓比較器U1的1腳，電壓比較器U1的8腳接可調(diào)電阻RP1，可調(diào)電阻RP1的可調(diào)端接電壓比較器U1的2腳，電壓比較器U1的1腳通過電容C2與電壓比較器U1的3腳相連接，電壓比較器U1的8腳接電源模塊+5V輸出端，電壓比較器U1的4腳接電源模塊-5V輸出端，單片機(jī)控制器U1的3腳還接單片機(jī)控制器的P3.1輸出端。

進(jìn)一步的，所述的電源模塊是采用型號(hào)為REF200電源芯片分別提供﹢5V恒流直流電和-5V恒流直流電，并采用型號(hào)為ASM117的電源芯片輸出+3.3V直流電；

所述的數(shù)據(jù)采樣電路采用型號(hào)為PT1000的鉑電阻溫度傳感器及其外圍電路；

所述的RS-232串口采用型號(hào)為ADM101E的接口芯片及其外圍電路；

所述的單片機(jī)控制器采用型號(hào)為AT89C52的單片機(jī)及其外圍電路；

所述的顯示屏采用型號(hào)為CYW-SMART-TFT7.0的液晶顯示屏；

所述的時(shí)鐘電路采用型號(hào)為AT8373的時(shí)鐘芯片及其外圍電路；

所述的擴(kuò)展存儲(chǔ)器采用型號(hào)為SRAM6116的存儲(chǔ)器芯片及其外圍電路；

所述的看門狗電路型號(hào)為MAX813的看門狗芯片及其外圍電路；

所述的電壓比較器U1和電壓比較器U2均采用型號(hào)為AD620的電壓比較器。

本實(shí)用新型的工作原理是：使用時(shí)，數(shù)據(jù)采樣電路對(duì)半導(dǎo)體制冷片TEC進(jìn)行溫度采樣，并將溫度采樣數(shù)據(jù)輸送給單片機(jī)控制器，單片機(jī)控制器將采樣溫度與設(shè)置溫度進(jìn)行比較，將其差值作為輸入變量，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制算法計(jì)算產(chǎn)生相應(yīng)的控制變量，控制變量經(jīng)由PWM驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電流，進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體制冷片TEC，對(duì)安裝在半導(dǎo)體制冷片TEC上的激光器進(jìn)行加熱或制冷，同時(shí)，激光器的溫度又通過鉑電阻溫度傳感器PT1000被數(shù)據(jù)采樣電路反饋到單片機(jī)控制器，單片機(jī)控制器再通過PWM驅(qū)動(dòng)電路調(diào)整輸出電流的大小，直至激光器的溫度穩(wěn)定在設(shè)置的溫度點(diǎn)。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型的開關(guān)式半導(dǎo)體激光器恒溫控制系統(tǒng)具有耐高溫、使用安全、成本低、體積小和壽命長(zhǎng)的性能和優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步描述。

附圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2為本實(shí)用新型的PWM驅(qū)動(dòng)電路圖。

具體實(shí)施方式

由附圖1所示，一種開關(guān)式半導(dǎo)體激光器恒溫控制系統(tǒng)包括激光器、半導(dǎo)體制冷片TEC、PWM驅(qū)動(dòng)電路、數(shù)據(jù)采樣電路、RS-232串口、單片機(jī)控制器、電源模塊、顯示屏、時(shí)鐘電路、擴(kuò)展存儲(chǔ)器、看門狗電路和鍵盤；電源模塊與單片機(jī)控制器進(jìn)行電氣連接，電源模塊與PWM驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行電氣連接，電源模塊與數(shù)據(jù)采樣電路進(jìn)行電氣連接，RS-232串口與單片機(jī)控制器進(jìn)行電氣連接，顯示屏與單片機(jī)控制器進(jìn)行電氣連接，時(shí)鐘電路與單片機(jī)控制器進(jìn)行電氣連接，擴(kuò)展存儲(chǔ)器與單片機(jī)控制器進(jìn)行電氣連接，看門狗電路與單片機(jī)控制器進(jìn)行電氣連接，鍵盤與單片機(jī)控制器進(jìn)行電氣連接，單片機(jī)控制器與PWM驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行電氣連接，單片機(jī)控制器還與數(shù)據(jù)采樣電路進(jìn)行電氣連接，PWM驅(qū)動(dòng)電路與半導(dǎo)體制冷片TEC進(jìn)行電氣連接，半導(dǎo)體制冷片TEC與數(shù)據(jù)采樣電路進(jìn)行電氣連接，激光器安裝在半導(dǎo)體制冷片TEC上。

由附圖2所示，PWM驅(qū)動(dòng)電路包括電阻R1、電阻R2、可調(diào)電阻RP1、可調(diào)電阻RP2、電壓比較器U1、電壓比較器U2、電容C1、電容C2、NPN型達(dá)林頓管Q1、PNP型達(dá)林頓管Q2；NPN型達(dá)林頓管Q1的集電極接電阻R1，電阻R1的另一端接電源模塊+5V輸出端，NPN型達(dá)林頓管Q1的發(fā)射極接PNP型達(dá)林頓管Q2的發(fā)射極，NPN型達(dá)林頓管Q1的發(fā)射極接還接半導(dǎo)體制冷片TEC的1腳，半導(dǎo)體制冷片TEC的2腳接電源地，PNP型達(dá)林頓管Q2的集電極接電阻R2，電阻R2的另一端接電源模塊-5V輸出端，NPN型達(dá)林頓管Q1的基極接電壓比較器U1的1腳，PNP型達(dá)林頓管Q2的基極接電壓比較器U2的1腳，電壓比較器U2的8腳接可調(diào)電阻RP2，可調(diào)電阻RP2的可調(diào)端接電壓比較器U2的2腳，電壓比較器U2的1腳通過電容C1與電壓比較器U2的3腳相連接，電壓比較器U2的8腳接電源模塊+5V輸出端，電壓比較器U2的4腳接電源模塊-5V輸出端，單片機(jī)控制器U2的3腳還接單片機(jī)控制器的P3.2輸出端，NPN型達(dá)林頓管Q1的基極接電壓比較器U1的1腳，電壓比較器U1的8腳接可調(diào)電阻RP1，可調(diào)電阻RP1的可調(diào)端接電壓比較器U1的2腳，電壓比較器U1的1腳通過電容C2與電壓比較器U1的3腳相連接，電壓比較器U1的8腳接電源模塊+5V輸出端，電壓比較器U1的4腳接電源模塊-5V輸出端，單片機(jī)控制器U1的3腳還接單片機(jī)控制器的P3.1輸出端。

其中，所述的電源模塊是采用型號(hào)為REF200電源芯片分別提供+5V恒流直流電和-5V恒流直流電，并采用型號(hào)為ASM117的電源芯片輸出+3.3V直流電；

所述的電壓比較器U1和電壓比較器U2均采用型號(hào)為AD620的電壓比較器；

所述的RS-232串口采用型號(hào)為ADM101E的接口芯片及其外圍電路；

所述的單片機(jī)控制器采用型號(hào)為AT89C52的單片機(jī)及其外圍電路；

所述的顯示屏采用型號(hào)為CYW-SMART-TFT7.0的液晶顯示屏；

所述的時(shí)鐘電路采用型號(hào)為AT8373的時(shí)鐘芯片及其外圍電路；

所述的擴(kuò)展存儲(chǔ)器采用型號(hào)為SRAM6116的存儲(chǔ)器芯片及其外圍電路；

所述的看門狗電路型號(hào)為MAX813的看門狗芯片及其外圍電路。

使用時(shí)，數(shù)據(jù)采樣電路對(duì)半導(dǎo)體制冷片TEC進(jìn)行溫度采樣，并將溫度采樣數(shù)據(jù)輸送給單片機(jī)控制器，單片機(jī)控制器將采樣溫度與設(shè)置溫度進(jìn)行比較，將其差值作為輸入變量，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制算法計(jì)算產(chǎn)生相應(yīng)的控制變量，控制變量經(jīng)由PWM驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電流，進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體制冷片TEC，對(duì)安裝在半導(dǎo)體制冷片TEC上的激光器進(jìn)行加熱或制冷，同時(shí)，激光器的溫度又通過鉑電阻溫度傳感器PT1000被數(shù)據(jù)采樣電路反饋到單片機(jī)控制器，單片機(jī)控制器再通過PWM驅(qū)動(dòng)電路調(diào)整輸出電流的大小，直至激光器的溫度穩(wěn)定在設(shè)置的溫度點(diǎn)。

以上所述，實(shí)施方式僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)的精神的前提下，本領(lǐng)域工程技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。