在光纤电信系统中,激光二极管用作发送信号的发射激光器,以及参与光纤放大器(edfa)和半导体光放大器(soa)的泵激光器。在这一些应用中,激光器的特性(包括波长、平均光功率、效率和消光比)必须保持稳定以确保电信系统的整体性能良好。然而,这一些特性取决于激光器的温度:只要温度发生漂移,波长就会改变,转换效率将会降低。要求的温度稳定性介于±0.001°c至±0.5°c,具体数值视应用而定。
为了控制温度,需要一个由热敏电阻、热电冷却器(tec)和tec控制器成的环路。热敏电阻的阻值与温度成比例变化,当配置为分压器时,可利用它来将温度转换为电压。tec控制器将该反馈电压与代表目标温度的基准电压进行比较,然后控制流经tec的电流,从而调整tec传输的热量。
tec系统运用框架,激光二极管,tec控制器和热敏电阻位于激光模块内部。slm883x系列读取热敏电阻反馈的电压,并向tec提供驱动电压。使用微控制器监测和控制热环路,slm8834内置两个零漂放大器,提供数字pid或模拟pid控制作为补偿器。
综合上述,为设计人员构建一个具有良好温度控制精度、低损耗、小尺寸的高性能系统的tec控制器是全系统的重中之重。
关于tec控制器系统的关键性能:
有时候,即便pid补偿器设计得当,稳压误仍会存在。下面是引起该误差的几个因素:
ltec热功率预算:设计该系统时,tec和电源电压是选定,然而,热负荷不容估算,若将的功率应用于tec但仍不能达到目标温度,可能意味着热功率预算不足以处理热荷。提高电源电压或者挑选具有更高功率额定值的tec可解决这个问题。
* 基准电压源一致性:基准电压源会随着温度和时间而漂移,tec控制器和微控制器的基准电压源可能有不同的漂移,引起补偿器不会察觉的误差。建议这两个电路采用相同的基准源,或者用具有较高驱动能的电压覆盖另一电压。
* 温度检测:为了使温度误差更小,检测负载温度非常重要。任何反馈的误差都会进入系统,必须使用高精度热敏电阻和自稳零放大器可避免误差。热敏电阻布线也是很重要,尽量将它安装在激光器上,才能更好读取实际温度。
* 效率:tec控制器的大部分功耗是由驱动器级消耗的,在slm883x系列中,线性驱动器的功耗可根据输入至输出压降和负载电流得出。选择超低导通阻抗mosfet可降低传导损耗。
* 噪声与纹波:slm883x系列的开关模式驱动器以2mhz频率切换,快速pwm开关时钟沿包含很宽的频谱,会在tec端产生电压纹波,并在整体系统中产生噪声。在输出端并联使用多个smt陶瓷电容可降低esr(等效串联电阻)并在局部给电源电压去耦。
slm8834 1.超紧凑高效率高精度tec控制芯片 兼容max8520 adn8834 缩短交期,减少缺货频率,节约成本,性能更优越,期各种性能:
*高效率单电感架构,实现更加紧凑尺寸、更高转换效率及更低噪声。
*线性及pwm功率极集成超低导通阻抗mosfet,发热更低寿命更久。
*集成tec电压和电流监控、加热和冷却的限流限压功能,全面保护。
*提供数字pid或模拟pid控制或兼具两种控制模块的产品方案选择。
slm8834效率曲线图:
软启动波形:
制冷 -制热动态切换波形:
制热切换制冷模式,tec电流过零时的波形:
制冷切换制热模块,tec电流过零时的波形:
slm8834已批量生产中,欢迎广大客户申请样品测试及其技术咨询请联系本公司 。
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