TEC控制电路及光模块制造技术

本实用新型专利技术公开一种TEC控制电路及光模块，该TEC控制电路包括：MCU；目标温度调节单元的采集端与热敏电阻的输出端连接，其正相输入端与MCU的DAC输出端连接，包括第一电阻和第二电阻，第一电阻的第一端为基准电压端，第一电阻的第二端、第二电阻的第一端的公共端为目标温度调节单元的正相输入端；PID调节单元与目标温度调节单元电连接，其正相输入端与MCU的DAC输入端连接，包括第三电阻和第四电阻，第三电阻的第一端为基准电压端，第三电阻的第二端、第四电阻的第一端的公共端为PID调节单元的正相输入端；TEC控制器的输入端与PID调节单元的输出端连接，TEC控制器的使能端与MCU的输出端连接，控制TEC的加热或者制冷。本方案减小了光模块中TEC控制电路的浪涌电流。

【技术实现步骤摘要】
TEC控制电路及光模块
本技术涉及光通信
，特别涉及一种TEC控制电路及光模块。
技术介绍
TEC(半导体制冷器)是基于帕尔贴效应，使用半导体材料制作而成的制冷(或加热)器件。TEC具有体积小，制冷时间快，无滑动部件无噪声，切换冷热面方便等优点。在光通信应用方面，在对发射光波长控制有严格要求的激光器中，TEC起着极其重要的作用。大多数外调制激光器内部都集成了TEC和热敏电阻。TEC对激光器加热或制冷，以完成温度控制。热敏电阻阻值随温度变化而变化，通过阻值的变化对控制系统反馈激光器内部温度，实现对温度的精确控制。在光组件内部的温度控制结构示意图，如图1所示，TEC冷端紧贴激光器，热端紧贴外壳散热片。在通过正向电流时，TEC将从激光器吸收热量，同时从散热片将热量散发出去，从而使激光器温度降低；通过切换TEC的电流方向，TEC冷端和热端将会对换过来，TEC从散热片吸收热量，从激光器散发热量，从而使激光器温度升高。改变TEC电流大小，则可以改变TEC制冷或加热的速度。目前常规控制方法是使用闭环调节方式来实现高精度的、稳定的温度调节。如图2所示，温度调节模块上电时，MCU初始化完成，读取要控制的激光器目标温度，并通过设置TEC控制器控制TEC的电流大小及方向，使TEC加热或者制冷，使激光器稳定在目标温度。激光器的实际温度通过紧贴在激光器表面的热敏电阻的阻值大小反馈。然而，如图3所示，目前的实际控制电路中，采用硬件PID单元(比例积分微分)快速调节至目标温度，温度调节模块在上电瞬间，由于内部第一运放电路已经限制了TEC的目标温度设置范围，当环境温度在这个设置范围之外时，上电瞬间第二运放电路的输出端无法调节到第一运放电路正相输入端的基准电压。上电瞬间第二运放电路的输出端偏离第一运放电路正相输入端的基准电压越多，TEC控制器输出到TEC上电的电流也越大，从而导致浪涌电流也会越大。
技术实现思路
本技术的主要目的是提出一种TEC控制电路及光模块，旨在减小光模块中TEC控制电路的浪涌电流。为实现上述目的，本技术提出的TEC控制电路，应用于光模块，所述光模块包括TEC、激光器和热敏电阻，该TEC控制电路包括：目标温度调节单元，所述目标温度调节单元的采集端与所述热敏电阻的输出端连接；其中，所述目标温度调节单元包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的第一端为基准电压端，所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第一端的公共端为所述目标温度调节单元的正相输入端，用于获取所述热敏电阻采集的所述激光器的温度，并调节所述TEC的目标温度；MCU，所述MCU的DAC输出端与所述目标温度调节单元的正相输入端连接，用于设置所述目标温度调节单元调节的激光器目标温度；PID调节单元，所述PID调节单元与所述目标温度调节单元电连接，所述PID调节单元的正相输入端与所述MCU的DAC输入端连接；其中，所述PID调节单元包括第三电阻和第四电阻，所述第三电阻的第一端为基准电压端，所述第三电阻的第二端、所述第四电阻的第一端的公共端为所述PID调节单元的正相输入端，用于目标温度的比例积分微分调节控制；TEC控制器，所述TEC控制器的输入端与所述PID调节单元的输出端连接，所述TEC控制器的使能端与所述MCU的输出端连接，用于控制所述TEC的电流大小及方向，以控制TEC的加热或者制冷。可选地，所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻和所述第四电阻的阻值范围均为1KΩ-100KΩ。可选地，所述目标温度调节单元还包括第一比较器、第五电阻、第六电阻和第七电阻；所述第一比较器的正相输入端为所述目标温度调节单元的正相输入端，且为目标温度调节端，所述第一比较器的反相输入端、所述第五电阻的第二端、所述第六电阻的第一端和所述第七电阻的第一端互相连接，所述第五电阻的第一端为基准电压端，所述第六电阻的第二端为所述目标温度调节单元的采集端，所述第七电阻的第二端与所述第一比较器的输出端连接，且为所述目标温度调节单元的输出端。可选地，所述PID调节单元还包括第二比较器、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第一电容、第二电容和第三电容；所述第二比较器的正相输入端为所述PID调节单元的正相输入端，且为目标温度设定端，所述第二比较器的反相输入端、所述第八电阻的第二端、所述第一电容的第一端、所述第二电容的第二端和所述第三电容的第一端互相连接，所述第八电阻的第一端与所述第九电阻的第一端连接，所述第九电阻的第二端与所述第二电容的第一端连接，所述第一电容的第二端与所述第十电阻的第一端连接，所述第十电阻的第二端与所述第三电容的第二端的公共端与所述第二比较器的输出端连接，且为所述PID调节单元的输出端。可选地，所述目标温度调节单元的正相输入端的电压值范围为大于或者等于0，且小于或者等于基准电压值。可选地，所述基准电压值为所述TEC控制器的参考电压值。本技术还提出一种光模块，所述光模块包括如上所述的TEC控制电路，所述TEC控制电路包括：目标温度调节单元，所述目标温度调节单元的采集端与所述热敏电阻的输出端连接；其中，所述目标温度调节单元包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的第一端为基准电压端，所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第一端的公共端为所述目标温度调节单元的正相输入端，用于获取所述热敏电阻采集的所述激光器的温度，并调节所述TEC的目标温度；MCU，所述MCU的DAC输出端与所述目标温度调节单元的正相输入端连接，用于设置所述目标温度调节单元调节的激光器目标温度；PID调节单元，所述PID调节单元与所述目标温度调节单元电连接，所述PID调节单元的正相输入端与所述MCU的DAC输入端连接；其中，所述PID调节单元包括第三电阻和第四电阻，所述第三电阻的第一端为基准电压端，所述第三电阻的第二端、所述第四电阻的第一端的公共端为所述PID调节单元的正相输入端，用于目标温度的比例积分微分调节控制；TEC控制器，所述TEC控制器的输入端与所述PID调节单元的输出端连接，所述TEC控制器的使能端与所述MCU的输出端连接，用于控制所述TEC的电流大小及方向，以控制TEC的加热或者制冷。本技术技术方案TEC控制电路包括MCU、目标温度调节单元、PID单元和TEC控制器，目标温度单元获取热敏电阻采集的激光器的温度，并通过目标温度单元中设置的第一电阻和第二电阻的分压作用，以调节TEC的目标温度；MCU获取目标温度调节单元调节的激光器目标温度，并输出DAC信号至PID调节单元，PID调节单元设置有第三电阻和第四电阻，对目标温度调节单元调节的激光器目标温度进行比例积分微分调节控制，并将调节后的目标温度值输出至TEC控制器；TEC控制器，在MCU输出的控制信号下，控制TEC的电流大小及方向，以控制TEC加热或制冷。解决了光模块中温度调节模块在对目标温度设定后，就被限制在目标温度范围，光模块在上电瞬间，TEC控制器输出到TEC上电的电流较大，导致浪涌电流的问题，减小了TEC控制电路的浪涌电流，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种TEC控制电路，应用于光模块，所述光模块包括TEC、激光器和热敏电阻，其特征在于，所述TEC控制电路包括：/n目标温度调节单元，所述目标温度调节单元的采集端与所述热敏电阻的输出端连接；其中，所述目标温度调节单元包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的第一端为基准电压端，所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第一端的公共端为所述目标温度调节单元的正相输入端，用于获取所述热敏电阻采集的所述激光器的温度，并调节所述TEC的目标温度；/nMCU，所述MCU的DAC输出端与所述目标温度调节单元的正相输入端连接，用于设置所述目标温度调节单元调节的激光器目标温度；/nPID调节单元，所述PID调节单元与所述目标温度调节单元电连接，所述PID调节单元的正相输入端与所述MCU的DAC输入端连接；其中，所述PID调节单元包括第三电阻和第四电阻，所述第三电阻的第一端为基准电压端，所述第三电阻的第二端、所述第四电阻的第一端的公共端为所述PID调节单元的正相输入端，用于目标温度的比例积分微分调节控制；/nTEC控制器，所述TEC控制器的输入端与所述PID调节单元的输出端连接，所述TEC控制器的使能端与所述MCU的输出端连接，用于控制所述TEC的电流大小及方向，以控制TEC的加热或者制冷。/n...

【技术特征摘要】
1.一种TEC控制电路，应用于光模块，所述光模块包括TEC、激光器和热敏电阻，其特征在于，所述TEC控制电路包括：
目标温度调节单元，所述目标温度调节单元的采集端与所述热敏电阻的输出端连接；其中，所述目标温度调节单元包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的第一端为基准电压端，所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第一端的公共端为所述目标温度调节单元的正相输入端，用于获取所述热敏电阻采集的所述激光器的温度，并调节所述TEC的目标温度；
MCU，所述MCU的DAC输出端与所述目标温度调节单元的正相输入端连接，用于设置所述目标温度调节单元调节的激光器目标温度；
PID调节单元，所述PID调节单元与所述目标温度调节单元电连接，所述PID调节单元的正相输入端与所述MCU的DAC输入端连接；其中，所述PID调节单元包括第三电阻和第四电阻，所述第三电阻的第一端为基准电压端，所述第三电阻的第二端、所述第四电阻的第一端的公共端为所述PID调节单元的正相输入端，用于目标温度的比例积分微分调节控制；
TEC控制器，所述TEC控制器的输入端与所述PID调节单元的输出端连接，所述TEC控制器的使能端与所述MCU的输出端连接，用于控制所述TEC的电流大小及方向，以控制TEC的加热或者制冷。


2.如权利要求1所述的TEC控制电路，其特征在于，所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻和所述第四电阻的阻值范围均为1KΩ-100KΩ。


3.如权利要求1所述的TEC控制电路，其特征在于，所述目标温度调节单元还包括第一比较器、第五电阻、第六电阻和第七电...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄礼杰，谢小康，曹时立，
申请(专利权)人：深圳市亚派光电器件有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44