一种开关式半导体激光器恒温控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种开关式半导体激光器恒温控制系统，包括激光器、半导体制冷片TEC、PWM驱动电路、数据采样电路、RS‑232串口、单片机控制器、电源模块、显示屏、时钟电路、扩展存储器、看门狗电路和键盘；具有耐高温、使用安全、成本低、体积小和寿命长的性能和优点。

Switch type semiconductor laser constant temperature control system

The utility model discloses a switch type semiconductor laser temperature control system, including lasers, semiconductor refrigeration chip TEC, PWM drive circuit, data sampling circuit, RS serial port, 232 single-chip controller, power supply module, display, clock circuit, extended memory, watchdog circuit and keyboard; has the advantages of high temperature, performance and use safety, low cost, small volume and long service life.

【技术实现步骤摘要】
一种开关式半导体激光器恒温控制系统
本技术涉及半导体激光器控制
，尤其指一种开关式半导体激光器恒温控制系统。
技术介绍
激光器是一种能发射激光的装置，其中最重要最具应用价值的是半导体激光器，半导体激光器是成熟较早、进展较快的一类激光器，半导体激光器的应用范围覆盖了整个光电子学领域，已成为当今光电子科学的核心技术.半导体激光器在激光测距、激光雷达、激光通信、激光模拟武器、激光警戒、激光制导跟踪、引燃引爆、自动控制、检测仪器等方面获得了广泛的应用，形成了广阔的市场。温度特性是半导体激光器的主要特征之一，不但阙值电流和输出光功率受到工作温度的制约，而且温度变化还会影响到激光器的发射波长及其模式特性，因此，采用良好的散热和恒温系统对保证半导体激光器的稳定可靠运行具有重要意义。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种开关式半导体激光器恒温控制系统。为了实现上述目的，本技术的的技术解决方案为：一种开关式半导体激光器恒温控制系统包括激光器、半导体制冷片TEC、PWM驱动电路、数据采样电路、RS-232串口、单片机控制器、电源模块、显示屏、时钟电路、扩展存储器、看门狗电路和键盘；电源模块与单片机控制器进行电气连接，电源模块与PWM驱动电路进行电气连接，电源模块与数据采样电路进行电气连接，RS-232串口与单片机控制器进行电气连接，显示屏与单片机控制器进行电气连接，时钟电路与单片机控制器进行电气连接，扩展存储器与单片机控制器进行电气连接，看门狗电路与单片机控制器进行电气连接，键盘与单片机控制器进行电气连接，单片机控制器与PWM驱动电路进行电气连接，单片机控制器还与数据采样电路进行电气连接，PWM驱动电路与半导体制冷片TEC进行电气连接，半导体制冷片TEC与数据采样电路进行电气连接，激光器安装在半导体制冷片TEC上。PWM驱动电路包括电阻R1、电阻R2、可调电阻RP1、可调电阻RP2、电压比较器U1、电压比较器U2、电容C1、电容C2、NPN型达林顿管Q1、PNP型达林顿管Q2；NPN型达林顿管Q1的集电极接电阻R1，电阻R1的另一端接电源模块+5V输出端，NPN型达林顿管Q1的发射极接PNP型达林顿管Q2的发射极，NPN型达林顿管Q1的发射极接还接半导体制冷片TEC的1脚，半导体制冷片TEC的2脚接电源地，PNP型达林顿管Q2的集电极接电阻R2，电阻R2的另一端接电源模块-5V输出端，NPN型达林顿管Q1的基极接电压比较器U1的1脚，PNP型达林顿管Q2的基极接电压比较器U2的1脚，电压比较器U2的8脚接可调电阻RP2，可调电阻RP2的可调端接电压比较器U2的2脚，电压比较器U2的1脚通过电容C1与电压比较器U2的3脚相连接，电压比较器U2的8脚接电源模块+5V输出端，电压比较器U2的4脚接电源模块-5V输出端，单片机控制器U2的3脚还接单片机控制器的P3.2输出端，NPN型达林顿管Q1的基极接电压比较器U1的1脚，电压比较器U1的8脚接可调电阻RP1，可调电阻RP1的可调端接电压比较器U1的2脚，电压比较器U1的1脚通过电容C2与电压比较器U1的3脚相连接，电压比较器U1的8脚接电源模块+5V输出端，电压比较器U1的4脚接电源模块-5V输出端，单片机控制器U1的3脚还接单片机控制器的P3.1输出端。进一步的，所述的电源模块是采用型号为REF200电源芯片分别提供﹢5V恒流直流电和-5V恒流直流电，并采用型号为ASM117的电源芯片输出+3.3V直流电；所述的数据采样电路采用型号为PT1000的铂电阻温度传感器及其外围电路；所述的RS-232串口采用型号为ADM101E的接口芯片及其外围电路；所述的单片机控制器采用型号为AT89C52的单片机及其外围电路；所述的显示屏采用型号为CYW-SMART-TFT7.0的液晶显示屏；所述的时钟电路采用型号为AT8373的时钟芯片及其外围电路；所述的扩展存储器采用型号为SRAM6116的存储器芯片及其外围电路；所述的看门狗电路型号为MAX813的看门狗芯片及其外围电路；所述的电压比较器U1和电压比较器U2均采用型号为AD620的电压比较器。本技术的工作原理是：使用时，数据采样电路对半导体制冷片TEC进行温度采样，并将温度采样数据输送给单片机控制器，单片机控制器将采样温度与设置温度进行比较，将其差值作为输入变量，采用神经网络的控制算法计算产生相应的控制变量，控制变量经由PWM驱动电路产生相应的驱动电流，进一步驱动半导体制冷片TEC，对安装在半导体制冷片TEC上的激光器进行加热或制冷，同时，激光器的温度又通过铂电阻温度传感器PT1000被数据采样电路反馈到单片机控制器，单片机控制器再通过PWM驱动电路调整输出电流的大小，直至激光器的温度稳定在设置的温度点。本技术的有益效果是：本技术的开关式半导体激光器恒温控制系统具有耐高温、使用安全、成本低、体积小和寿命长的性能和优点。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术进一步描述。附图1为本技术的结构示意图；附图2为本技术的PWM驱动电路图。具体实施方式由附图1所示，一种开关式半导体激光器恒温控制系统包括激光器、半导体制冷片TEC、PWM驱动电路、数据采样电路、RS-232串口、单片机控制器、电源模块、显示屏、时钟电路、扩展存储器、看门狗电路和键盘；电源模块与单片机控制器进行电气连接，电源模块与PWM驱动电路进行电气连接，电源模块与数据采样电路进行电气连接，RS-232串口与单片机控制器进行电气连接，显示屏与单片机控制器进行电气连接，时钟电路与单片机控制器进行电气连接，扩展存储器与单片机控制器进行电气连接，看门狗电路与单片机控制器进行电气连接，键盘与单片机控制器进行电气连接，单片机控制器与PWM驱动电路进行电气连接，单片机控制器还与数据采样电路进行电气连接，PWM驱动电路与半导体制冷片TEC进行电气连接，半导体制冷片TEC与数据采样电路进行电气连接，激光器安装在半导体制冷片TEC上。由附图2所示，PWM驱动电路包括电阻R1、电阻R2、可调电阻RP1、可调电阻RP2、电压比较器U1、电压比较器U2、电容C1、电容C2、NPN型达林顿管Q1、PNP型达林顿管Q2；NPN型达林顿管Q1的集电极接电阻R1，电阻R1的另一端接电源模块+5V输出端，NPN型达林顿管Q1的发射极接PNP型达林顿管Q2的发射极，NPN型达林顿管Q1的发射极接还接半导体制冷片TEC的1脚，半导体制冷片TEC的2脚接电源地，PNP型达林顿管Q2的集电极接电阻R2，电阻R2的另一端接电源模块-5V输出端，NPN型达林顿管Q1的基极接电压比较器U1的1脚，PNP型达林顿管Q2的基极接电压比较器U2的1脚，电压比较器U2的8脚接可调电阻RP2，可调电阻RP2的可调端接电压比较器U2的2脚，电压比较器U2的1脚通过电容C1与电压比较器U2的3脚相连接，电压比较器U2的8脚接电源模块+5V输出端，电压比较器U2的4脚接电源模块-5V输出端，单片机控制器U2的3脚还接单片机控制器的P3.2输出端，NPN型达林顿管Q1的基极接电压比较器U1的1脚，电压比较器U1的8脚接可调电阻RP1，可调电阻RP1的可调端接电压比较器U1的2脚，电压比较器U本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关式半导体激光器恒温控制系统，其特征是：所述的一种开关式半导体激光器恒温控制系统包括激光器、半导体制冷片TEC、PWM驱动电路、数据采样电路、RS‑232串口、单片机控制器、电源模块、显示屏、时钟电路、扩展存储器、看门狗电路和键盘；电源模块与单片机控制器进行电气连接，电源模块与PWM驱动电路进行电气连接，电源模块与数据采样电路进行电气连接，RS‑232串口与单片机控制器进行电气连接，显示屏与单片机控制器进行电气连接，时钟电路与单片机控制器进行电气连接，扩展存储器与单片机控制器进行电气连接，看门狗电路与单片机控制器进行电气连接，键盘与单片机控制器进行电气连接，单片机控制器与PWM驱动电路进行电气连接，单片机控制器还与数据采样电路进行电气连接，PWM驱动电路与半导体制冷片TEC进行电气连接，半导体制冷片TEC与数据采样电路进行电气连接，激光器安装在半导体制冷片TEC上；PWM驱动电路包括电阻R1、电阻R2、可调电阻RP1、可调电阻RP2、电压比较器U1、电压比较器U2、电容C1、电容C2、NPN型达林顿管Q1、PNP型达林顿管Q2；NPN型达林顿管Q1的集电极接电阻R1，电阻R1的另一端接电源模块+5V输出端，NPN型达林顿管Q1的发射极接PNP型达林顿管Q2的发射极，NPN型达林顿管Q1的发射极接还接半导体制冷片TEC的1脚，半导体制冷片TEC的2脚接电源地，PNP型达林顿管Q2的集电极接电阻R2，电阻R2的另一端接电源模块‑5V输出端，NPN型达林顿管Q1的基极接电压比较器U1的1脚，PNP型达林顿管Q2的基极接电压比较器U2的1脚，电压比较器U2的8脚接可调电阻RP2，可调电阻RP2的可调端接电压比较器U2的2脚，电压比较器U2的1脚通过电容C1与电压比较器U2的3脚相连接，电压比较器U2的8脚接电源模块+5V输出端，电压比较器U2的4脚接电源模块‑5V输出端，单片机控制器U2的3脚还接单片机控制器的P3.2输出端，NPN型达林顿管Q1的基极接电压比较器U1的1脚，电压比较器U1的8脚接可调电阻RP1，可调电阻RP1的可调端接电压比较器U1的2脚，电压比较器U1的1脚通过电容C2与电压比较器U1的3脚相连接，电压比较器U1的8脚接电源模块+5V输出端，电压比较器U1的4脚接电源模块‑5V输出端，单片机控制器U1的3脚还接单片机控制器的P3.1输出端。...

【技术特征摘要】
1.一种开关式半导体激光器恒温控制系统，其特征是：所述的一种开关式半导体激光器恒温控制系统包括激光器、半导体制冷片TEC、PWM驱动电路、数据采样电路、RS-232串口、单片机控制器、电源模块、显示屏、时钟电路、扩展存储器、看门狗电路和键盘；电源模块与单片机控制器进行电气连接，电源模块与PWM驱动电路进行电气连接，电源模块与数据采样电路进行电气连接，RS-232串口与单片机控制器进行电气连接，显示屏与单片机控制器进行电气连接，时钟电路与单片机控制器进行电气连接，扩展存储器与单片机控制器进行电气连接，看门狗电路与单片机控制器进行电气连接，键盘与单片机控制器进行电气连接，单片机控制器与PWM驱动电路进行电气连接，单片机控制器还与数据采样电路进行电气连接，PWM驱动电路与半导体制冷片TEC进行电气连接，半导体制冷片TEC与数据采样电路进行电气连接，激光器安装在半导体制冷片TEC上；PWM驱动电路包括电阻R1、电阻R2、可调电阻RP1、可调电阻RP2、电压比较器U1、电压比较器U2、电容C1、电容C2、NPN型达林顿管Q1、PNP型达林顿管Q2；NPN型达林顿管Q1的集电极接电阻R1，电阻R1的另一端接电源模块+5V输出端，NPN型达林顿管Q1的发射极接PNP型达林顿管Q2的发射极，NPN型达林顿管Q1的发射极接还接半导体制冷片TEC的1脚，半导体制冷片TEC的2脚接电源地，PNP型达林顿管Q2的集电极接电阻R2，电阻R2的另一端接电源模块-5V输出端，NPN型达林顿管Q1的基极接电压比较器U1的1脚，PNP型达林顿管Q2...

【专利技术属性】
技术研发人员：张达，
申请(专利权)人：台州市菲克激光设备有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33