一種可在低溫環(huán)境下工作的光模塊與實(shí)現(xiàn)其工作的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可在低溫環(huán)境下工作的光模塊，包括：被加熱元件；加熱回路，其包括發(fā)熱元件，所述發(fā)熱元件為設(shè)置在印刷電路板上的銅線，所述發(fā)熱元件與設(shè)置在其附件的所述被加熱元件之間電絕緣；溫度傳感器，其用于檢測被加熱元件附近的實(shí)時溫度；控制器，其內(nèi)部存儲有溫度下限，所述控制器接收與溫度傳感器的實(shí)時溫度，并將其與存儲溫度下限比較，如實(shí)時溫度低于溫度下限，則控制所述加熱回路導(dǎo)通，以使所述發(fā)熱元件對被加熱元件進(jìn)行加熱。本發(fā)明還提供了實(shí)現(xiàn)所述光模塊工作的方法。本發(fā)明利用可控加熱回路中銅線的自身發(fā)熱效應(yīng)，對光模塊內(nèi)部組件加熱，提升內(nèi)部組件工作溫度，以提升整個光模塊的工作溫度，制造工藝簡單、成本低、實(shí)用性高。
【專利說明】一種可在低溫環(huán)境下工作的光模塊與實(shí)現(xiàn)其工作的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光纖通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種可在低溫環(huán)境下工作的光模塊與實(shí)現(xiàn)其工作的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]光模塊是由光電子器件、功能電路和光接口等組成，光電子器件包括發(fā)射和接收兩部分。發(fā)射部分是:輸入一定碼率的電信號經(jīng)內(nèi)部的驅(qū)動芯片處理后驅(qū)動半導(dǎo)體激光器(LD)或發(fā)光二極管(LED)發(fā)射出相應(yīng)速率的調(diào)制光信號，其內(nèi)部帶有光功率自動控制電路，使輸出的光信號功率保持穩(wěn)定。接收部分是:一定碼率的光信號輸入模塊后由光探測二極管轉(zhuǎn)換為電信號。經(jīng)前置放大器后輸出相應(yīng)碼率的電信號；簡單的說，光模塊的作用就是光電轉(zhuǎn)換，發(fā)送端把電信號轉(zhuǎn)換成光信號，通過光纖傳送后，接收端再把光信號轉(zhuǎn)換成電信號。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)主要依賴于光模塊內(nèi)部芯片、光發(fā)射次模塊(TOSA)和光接收次模塊(ROSA)等組件自身的工作溫度范圍來確保光模塊的工作溫度范圍。此方法受限于有工藝水平，短期內(nèi)難以得到提升。另外現(xiàn)有技術(shù)也支持在光器件TOSA內(nèi)部加裝加熱部件、熱電偶以提升光模塊中光器件的工作溫度范圍，但是此技術(shù)對制造工藝、成本要求較高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明設(shè)計開發(fā)了一種可在低溫環(huán)境下工作的光模塊與實(shí)現(xiàn)其工作的方法。本發(fā)明中光模塊通過在現(xiàn)有技術(shù)的印制電路板上設(shè)置加熱回路，其中銅線作為發(fā)熱元件，溫度傳感器用于檢測被加熱元件附近的實(shí)時溫度；控制器，其內(nèi)部存儲有溫度下限，所述控制器接收與溫度傳感器的實(shí)時溫度，并將其與存儲溫度下限比較，如實(shí)時溫度低于溫度下限，則控制所述加熱回路導(dǎo)通，以使所述發(fā)熱元件對被加熱元件進(jìn)行加熱。本發(fā)明利用可控加熱回路中銅線的自身發(fā)熱效應(yīng)，對光模塊內(nèi)部組件加熱，提升內(nèi)部組件工作溫度，以提升整個光模塊的工作溫度，制造工藝簡單、成本低、實(shí)用性高。
[0005]本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
[0006]一種可在低溫環(huán)境下工作的光模塊，包括:
[0007]被加熱元件；
[0008]加熱回路，其包括發(fā)熱元件，所述發(fā)熱元件為設(shè)置在現(xiàn)有技術(shù)光模塊中印刷電路板上的一段銅線，所述發(fā)熱元件設(shè)置在所述被加熱元件的附近并與所述被加熱元件之間電絕緣；
[0009]溫度傳感器，其用于檢測被加熱元件附近的實(shí)時溫度；以及
[0010]控制器，其內(nèi)部存儲有溫度下限，所述控制器與所述溫度傳感器通信連接，接收所述溫度傳感器的實(shí)時溫度，并將所述實(shí)時溫度與所述溫度下限比較，如所述實(shí)時溫度低于所述溫度下限，則控制所述加熱回路導(dǎo)通，以使所述發(fā)熱元件對被加熱元件進(jìn)行加熱。
[0011]優(yōu)選的是，所述的可在低溫環(huán)境下工作的光模塊中，所述控制器內(nèi)部存儲有溫度上限，所述控制器將所述實(shí)時溫度與所述溫度上限比較，如所述實(shí)時溫度高于所述溫度上限，則控制所述加熱回路斷開。
[0012]優(yōu)選的是，所述的可在低溫環(huán)境下工作的光模塊中，所述被加熱元件為芯片、光發(fā)射次模塊和/或光接收次模塊。
[0013]優(yōu)選的是，所述的可在低溫環(huán)境下工作的光模塊中，所述發(fā)熱元件的一部分設(shè)置在所述被加熱元件的下方，另一部分設(shè)置在所述溫度傳感器的下方。
[0014]優(yōu)選的是，所述的可在低溫環(huán)境下工作的光模塊中，所述發(fā)熱元件與所述被加熱元件之間以及所述發(fā)熱元件與所述溫度傳感器之間分別設(shè)置有一層導(dǎo)熱膠。
[0015]優(yōu)選的是，所述的可在低溫環(huán)境下工作的光模塊中，所述加熱回路包括電源和開關(guān)，所述電源向所述光模塊供電，所述開關(guān)設(shè)置在所述電源和所述發(fā)熱元件之間，并電連接至所述控制器，受所述控制器的控制而導(dǎo)通或切斷所述加熱回路。
[0016]優(yōu)選的是，所述的可在低溫環(huán)境下工作的光模塊中，所述一段銅線以蛇形布線的方式設(shè)置。
[0017]一種實(shí)現(xiàn)光模塊在低溫環(huán)境下工作的方法，所述光模塊包括印刷電路板，其特征在于，包括以下步驟:
[0018]提供一加熱回路，所述加熱回路包括發(fā)熱元件，所述發(fā)熱元件為設(shè)置在所述印刷電路板上的一段銅線，將所述發(fā)熱元件設(shè)置在所述被加熱元件的附近，并使所述發(fā)熱元件與所述被加熱元件之間電絕緣；
[0019]提供一溫度傳感器，用于檢測被加熱元件附近的實(shí)時溫度；
[0020]提供一控制器，在所述控制器內(nèi)部存儲溫度下限，所述控制器與所述溫度傳感器通信連接，接收所述溫度傳感器的實(shí)時溫度，并將所述實(shí)時溫度與所述溫度下限比較，如所述實(shí)時溫度低于所述溫度下限，則控制所述加熱回路導(dǎo)通，以使所述發(fā)熱元件對被加熱元件進(jìn)行加熱。
[0021]優(yōu)選的是，所述的實(shí)現(xiàn)光模塊在低溫環(huán)境下工作的方法中，包括以下步驟:在所述控制器內(nèi)部存儲有溫度上限，所述控制器將所述實(shí)時溫度與所述溫度上限比較，如所述實(shí)時溫度高于所述溫度上限，則控制所述加熱回路斷開。
[0022]優(yōu)選的是，所述的實(shí)現(xiàn)光模塊在低溫環(huán)境下工作的方法中，所述被加熱元件為芯片、光發(fā)射次模塊和/或光接收次模塊。
[0023]本發(fā)明的有益效果在于:
[0024]本發(fā)明利用在印制電路板上設(shè)置的可控加熱回路中銅線的自身發(fā)熱效應(yīng)，對光模塊內(nèi)部組件加熱，提升內(nèi)部組件工作溫度，以提升整個光模塊的工作溫度，銅線導(dǎo)熱性能好，加熱回路制造工藝簡單、成本低、實(shí)用性高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明所述的可在低溫環(huán)境下工作的光模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2為本發(fā)明所述的加熱回路控制過程流程圖。
[0027]圖3為本發(fā)明所述的被加熱元件與加熱回路設(shè)置示意圖。
[0028]圖4為本發(fā)明所述的控制器內(nèi)儲存的溫度限值遲滯示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。
[0030]如圖1與圖3所示，本發(fā)明提供一種可在低溫環(huán)境下工作的光模塊，包括:被加熱元件3 ；
[0031]加熱回路，其包括發(fā)熱元件，所述發(fā)熱元件為設(shè)置在現(xiàn)有技術(shù)光模塊中印刷電路板上的一段銅線1，所述發(fā)熱元件設(shè)置在所述被加熱元件2的附近并與所述被加熱元件之間電絕緣；溫度傳感器，其用于檢測被加熱元件附近的實(shí)時溫度；以及控制器，其為微控制單元2，其內(nèi)部存儲有溫度下限，所述控制器與所述溫度傳感器通信連接，接收所述溫度傳感器的實(shí)時溫度，并將所述實(shí)時溫度與所述溫度下限比較，如所述實(shí)時溫度低于所述溫度下限，則控制所述加熱回路導(dǎo)通，以使所述發(fā)熱元件對被加熱元件進(jìn)行加熱。
[0032]所述的可在低溫環(huán)境下工作的光模塊中，所述控制器內(nèi)部存儲有溫度上限，所述控制器將所述實(shí)時溫度與所述溫度上限比較，如所述實(shí)時溫度高于所述溫度上限，則控制所述加熱回路斷開。
[0033]所述的可在低溫環(huán)境下工作的光模塊中，所述被加熱元件為芯片、光發(fā)射次模塊和/或光接收次模塊。
[0034]所述的可在低溫環(huán)境下工作的光模塊中，所述發(fā)熱元件的一部分設(shè)置在所述被加熱元件的下方，另一部分設(shè)置在所述溫度傳感器的下方。
[0035]所述的可在低溫環(huán)境下工作的光模塊中，所述發(fā)熱元件與所述被加熱元件之間以及所述發(fā)熱元件與所述溫度傳感器之間分別設(shè)置有一層導(dǎo)熱膠3。
[0036]所述的可在低溫環(huán)境下工作的光模塊中，所述加熱回路包括電源和開關(guān)，所述電源向所述光模塊供電，所述開關(guān)設(shè)置在所述電源和所述發(fā)熱元件之間，并電連接至所述控制器，受所述控制器的控制而導(dǎo)通或切斷所述加熱回路。
[0037]所述的可在低溫環(huán)境下工作的光模塊中，所述一段銅線以蛇形布線的方式設(shè)置，使得銅線產(chǎn)生的熱量傳熱面積增大，可以高效傳熱。
[0038]本發(fā)明中所述發(fā)熱元件設(shè)置在所述被加熱元件2的附近并與所述被加熱元件之間電絕緣通過其間設(shè)置的導(dǎo)熱膠實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)熱膠使得發(fā)熱元件即銅線與被加熱元件之間絕緣，不會影響光模塊進(jìn)行光電信號轉(zhuǎn)換的正常工作，同時應(yīng)用導(dǎo)熱膠的良好導(dǎo)熱性能使得發(fā)熱元件產(chǎn)生的熱量高效地傳輸給被加熱元件，提升光模塊內(nèi)部組件的工作溫度，進(jìn)而提升了整個光模塊的工作溫度。
[0039]如圖2所示，本發(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)光模塊在低溫環(huán)境下工作的方法，所述光模塊包括印刷電路板，其特征在于，包括以下步驟:
[0040]提供一加熱回路，所述加熱回路包括發(fā)熱元件，所述發(fā)熱元件為設(shè)置在所述印刷電路板上的一段銅線，將所述發(fā)熱元件設(shè)置在所述被加熱元件的附近，并使所述發(fā)熱元件與所述被加熱元件之間電絕緣；
[0041]提供一溫度傳感器，用于檢測被加熱元件附近的實(shí)時溫度；
[0042]提供一控制器，在所述控制器內(nèi)部存儲溫度下限，所述控制器與所述溫度傳感器通信連接，接收所述溫度傳感器的實(shí)時溫度，并將所述實(shí)時溫度與所述溫度下限比較，如所述實(shí)時溫度低于所述溫度下限，則控制所述加熱回路導(dǎo)通，以使所述發(fā)熱元件對被加熱元件進(jìn)行加熱。
[0043]所述的實(shí)現(xiàn)光模塊在低溫環(huán)境下工作的方法中，包括以下步驟:在所述控制器內(nèi)部存儲有溫度上限，所述控制器將所述實(shí)時溫度與所述溫度上限比較，如所述實(shí)時溫度高于所述溫度上限，則控制所述加熱回路斷開。
[0044]所述的實(shí)現(xiàn)光模塊在低溫環(huán)境下工作的方法中，所述被加熱元件為芯片、光發(fā)射次模塊和/或光接收次模塊。
[0045]如圖4所示，本發(fā)明對溫度限值進(jìn)行了滯遲設(shè)計，當(dāng)溫度低于低溫溫度下限值時系統(tǒng)開始加熱，當(dāng)溫度高于低溫溫度上限值時系統(tǒng)停止加熱。所述的溫度下限值與溫度上限值之間的范圍是根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置的，例如5°C，所述的溫度遲滯由軟件算法完成，該軟件算法包含了溫度檢測算法、低溫下限值比較算法和低溫上限值比較算法。本發(fā)明增加溫度限值遲滯設(shè)計可以有效的避免因溫度在限值處來回跳動造成系統(tǒng)頻繁打開和關(guān)閉加熱開關(guān)，有效的保障了系統(tǒng)的工作壽命，極大的提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
[0046]盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。
【權(quán)利要求】
1.一種可在低溫環(huán)境下工作的光模塊，所述光模塊包括印刷電路板，其特征在于，包括: 被加熱元件； 加熱回路，其包括發(fā)熱元件，所述發(fā)熱元件為設(shè)置在所述印刷電路板上的一段銅線，所述發(fā)熱元件設(shè)置在所述被加熱元件的附近并與所述被加熱元件之間電絕緣； 溫度傳感器，其用于檢測被加熱元件附近的實(shí)時溫度；以及 控制器，其內(nèi)部存儲有溫度下限，所述控制器與所述溫度傳感器通信連接，接收所述溫度傳感器的實(shí)時溫度，并將所述實(shí)時溫度與所述溫度下限比較，如所述實(shí)時溫度低于所述溫度下限，則控制所述加熱回路導(dǎo)通，以使所述發(fā)熱元件對被加熱元件進(jìn)行加熱。
2.如權(quán)利要求1所述的可在低溫環(huán)境下工作的光模塊，其特征在于，所述控制器內(nèi)部存儲有溫度上限，所述控制器將所述實(shí)時溫度與所述溫度上限比較，如所述實(shí)時溫度高于所述溫度上限，則控制所述加熱回路斷開。
3.如權(quán)利要求1或2所述的可在低溫環(huán)境下工作的光模塊，其特征在于，所述被加熱元件為芯片、光發(fā)射次模塊和/或光接收次模塊。
4.如權(quán)利要求3所述的可在低溫環(huán)境下工作的光模塊，其特征在于，所述發(fā)熱元件的一部分設(shè)置在所述被加熱元件的下方，另一部分設(shè)置在所述溫度傳感器的下方。
5.如權(quán)利要求4所述的可在低溫環(huán)境下工作的光模塊，其特征在于，所述發(fā)熱元件與所述被加熱元件之間以及所述發(fā)熱元件與所述溫度傳感器之間分別設(shè)置有一層導(dǎo)熱膠。
6.如權(quán)利要求3所述的可在低溫環(huán)境下工作的光模塊，其特征在于，所述加熱回路包括電源和開關(guān)，所述電源向所述光模塊供電，所述開關(guān)設(shè)置在所述電源和所述發(fā)熱元件之間，并電連接至所述控制器，受所述控制器的控制而導(dǎo)通或切斷所述加熱回路。
7.如權(quán)利要求5所述的可在低溫環(huán)境下工作的光模塊，其特征在于，所述一段銅線以蛇形布線的方式設(shè)置。
8.一種實(shí)現(xiàn)光模塊在低溫環(huán)境下工作的方法，所述光模塊包括印刷電路板，其特征在于，包括以下步驟: 提供一加熱回路，所述加熱回路包括發(fā)熱元件，所述發(fā)熱元件為設(shè)置在所述印刷電路板上的一段銅線，將所述發(fā)熱元件設(shè)置在所述被加熱元件的附近，并使所述發(fā)熱元件與所述被加熱元件之間電絕緣； 提供一溫度傳感器，用于檢測被加熱元件附近的實(shí)時溫度； 提供一控制器，在所述控制器內(nèi)部存儲溫度下限，所述控制器與所述溫度傳感器通信連接，接收所述溫度傳感器的實(shí)時溫度，并將所述實(shí)時溫度與所述溫度下限比較，如所述實(shí)時溫度低于所述溫度下限，則控制所述加熱回路導(dǎo)通，以使所述發(fā)熱元件對被加熱元件進(jìn)行加熱。
9.如權(quán)利要求8所述的實(shí)現(xiàn)光模塊在低溫環(huán)境下工作的方法，其特征在于，包括以下步驟: 在所述控制器內(nèi)部存儲有溫度上限，所述控制器將所述實(shí)時溫度與所述溫度上限比較，如所述實(shí)時溫度高于所述溫度上限，則控制所述加熱回路斷開。
10.如權(quán)利要求7所述的實(shí)現(xiàn)光模塊在低溫環(huán)境下工作的方法，其特征在于，所述被加熱元件為芯片、光發(fā)射次模塊和/或光接收次模塊。
【文檔編號】H05B3/20GK104270835SQ201410524527
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月8日
【發(fā)明者】范巍, 陳氣超 申請人:四川華拓光通信股份有限公司