一种倍频晶体温度控制方法技术

本发明专利技术公开了一种倍频晶体温度控制方法，其步骤如下：1)模拟电路温度初设定值；2)控制电路温度采集；3)比较器计算电压差值并放大；4)MOS管驱动TEC制冷器工作；5)通过微分系数kd弹性控制MOS管电压输出值范围；6)通过积分系数ki控制MOS管电压输出值调节精度；本发明专利技术通过将设定温度值同实际采集温度值进行比较，将比较值进行按比例放大驱动MOS管，做到精准控制；探测温度同实际温度存在偏差，不断的对偏差进行积分，实现温度双向控制，达到温度控制精度为0.02℃以及成本控制低的目的。精度为0.02℃以及成本控制低的目的。精度为0.02℃以及成本控制低的目的。

A temperature control method of frequency doubling crystal

【技术实现步骤摘要】
一种倍频晶体温度控制方法


[0001]本专利技术属于半导体激光器技术的
，具体涉及一种为半导体倍频晶体 提供高精度的温度控制的倍频晶体温度控制方法。

技术介绍

[0002]高精度温度控制系统的应用领域非常广泛，特别是在半导体激光器行业领 域，绿光激光器和紫外激光器中，高精度温度控制系统发挥至关重要的作用，温 度控制系统的精度直接影响到半导体激光器整体表现；因此高精度的温度控制系 统的研究有着非常重大的意义。
[0003]温度控制系统主要输出性能分别为：单向控制、双向控制、高精度控制；一 般的温度控制精度为0.1℃就算是很好的温控系统；在工业级半导体激光器领 域，温度控制越精确，激光输出功率越稳定。温度控制的精度，取决于P、I、D 三个参数的合理设置；PID，就是“比例、积分、微分”，是一种很常见的控制算 法；P、I、D三个参数的合理设置，防止控制温度出现过度震荡，决定了激光 输出功率的稳定。

技术实现思路

[0004]因此，为了解决上述不足，本专利技术在此提供一种倍频晶体温度控制方法；该 倍频晶体温度控制方法通过将设定温度值同实际采集温度值进行比较，将比较值 进行按比例放大驱动MOS管，做到精准控制；探测温度同实际温度存在偏差， 不断的对偏差进行积分，实现温度双向控制，达到温度控制精度为0.02℃以及成 本控制低的目的。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术公开了一种倍频晶体温度控制方法，其步骤在于：
[0006]1)模拟电路温度初设定值：单片机通过DA转换设置模拟电压0
‑
3.3V转换 成温度0
‑
50℃；
[0007]2)控制电路温度采集：通过NTC将探测的温度值转换为电阻值再对5V电 源进行分压反馈给比较器；
[0008]3)比较器计算电压差值并放大：将模拟电路设定温度值的模拟电压同实际 采集温度值的反馈电压进行比较，将电压比较差值按比例kp进行放大并驱动输 入至MOS管内；
[0009]4)MOS管驱动TEC制冷器工作：MOS管电压输出端连接TEC制冷器， MOS管电压输出值与TEC制冷器加热和制冷能力成正比；
[0010]5)通过微分系数kd弹性控制MOS管电压输出值范围，控制TEC加热和制 冷能力；
[0011]6)通过积分系数ki控制MOS管电压输出值调节精度，探测温度同实际温 度存在偏差，需要不断的对偏差进行积分，并反应在调节力度上。
[0012]进一步，通过STM32F103VCT6单片机经过DA转换设置模拟电压0
‑
3.3V 转换成温度0
‑
50℃。
[0013]进一步，在步骤2)中，通过热敏电阻一端与接地端连通，另一端通过电阻 R3连接5V电源端，热敏电阻两端并联有电容，电容远离接地端的一端电压与 控制系统连接。
[0014]进一步，在步骤3)中：利用AD公司的OP4177低噪声双运放作为比较器。
[0015]进一步，在步骤4)中，以ST公司TIP110达林顿管和TIP115达林顿管组 合电路作为驱动电路，驱动TEC制冷器制热或制冷，根据TEC电压决定板子供 电电压，供电电压即是TEC的工作电压，板子供电电流，依据TEC而定，供电 开关电源额定电流要大于TEC工作电流。
[0016]进一步，在步骤5)中，所述比较器和MOS管之间连接有电阻R6，所述比 较器并联设置有电容C4，所述C4一端与控制电路温度采集输出端同时连接在比 较器负极输入端上，模拟电路输出端连接在比较器正极输入端上，所述C4另一 端与比较器输出端连接。
[0017]进一步，在步骤6)中，所述比较器和MOS管两端并联设置有电阻R8和电 容C3，所述电阻R8和电容C3之间串联连接，所述电阻R8另一端与控制电路 温度采集输出端同时连接在比较器负极输入端上，所述电容C3另一端连接在 MOS管电压输出端上。
[0018]本专利技术具有如下优点：
[0019]本专利技术倍频晶体温度控制方法通过将设定温度值同实际采集温度值进行比 较，将比较值进行按比例放大驱动MOS管，做到精准控制；探测温度同实际温 度存在偏差，不断的对偏差进行积分，实现温度双向控制，达到温度控制精度为 0.02℃以及成本控制低的目的。
附图说明
[0020]图1为本专利技术一种倍频晶体温度控制方法中单片机的电路图；
[0021]图2为本专利技术一种倍频晶体温度控制方法中采集温度的电路原理图；
[0022]图3为本专利技术一种倍频晶体温度控制方法中驱动电路的原理图；
[0023]图4为本专利技术一种倍频晶体温度控制方法中温度变化曲线图；
[0024]图5为本专利技术一种倍频晶体温度控制方法中加热控制框架图；
[0025]图6为本专利技术一种倍频晶体温度控制方法中降温控制框架图；
[0026]图7为本专利技术一种倍频晶体温度控制方法中芯片控制电路原理图；
[0027]图8为本专利技术一种倍频晶体温度控制方法中驱动控制电路原理图。
具体实施方式
[0028]下面将结合附图1
‑
8对本专利技术进行详细说明，对本专利技术实施例中的技术方案 进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而 不是全部的实施例；基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创 造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]本专利技术一种倍频晶体温度控制方法，其步骤在于：
[0030]1)模拟电路温度初设定值：单片机通过DA转换设置模拟电压0
‑
3.3V转换 成温度0
‑
50℃，本实施例通过RS232通讯单口进行设置人机交互及常规参数监 视；电路上电初始化完毕，从控制系统内部读取设定好的温度值；
[0031]2)控制电路温度采集：通过NTC将探测的温度值转换为电阻值再对5V电 源进行分压反馈给比较器；
[0032]3)比较器计算电压差值并放大：将模拟电路设定温度值的模拟电压同实际 采集温度值的反馈电压进行比较，将电压比较差值按比例kp进行放大并驱动输 入至MOS管内；
[0033]4)MOS管驱动TEC制冷器工作：MOS管电压输出端连接TEC制冷器， MOS管电压输出值与TEC制冷器加热和制冷能力成正比，当设定值同当前值相 差不大时，MOS管驱动能力就会变小，TEC的加热或制冷能力就会变小；当设 定值同当前值相差比较大时，MOS管驱动能力就会变大，能够快速让当前值达 到设定值附近；
[0034]5)通过微分系数kd弹性控制MOS管电压输出值范围，控制TEC加热和制 冷能力，在温度加热或制冷过程中，可通过kd的值来调节，让当前温度越接近 设定温度值时，其驱动能力越小；
[0035]6)通过积分系数ki控制MOS管电压输出值调节精度，探测温度同实际温 度存在偏差，需要不断的对偏差进行积分，并反应在调节力度上。
[0036]本实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种倍频晶体温度控制方法，其特征在于：其步骤在于：1)模拟电路温度初设定值：单片机通过DA转换设置模拟电压0
‑
3.3V转换成温度0
‑
50℃；2)控制电路温度采集：通过NTC将探测的温度值转换为电阻值再对5V电源进行分压反馈给比较器；3)比较器计算电压差值并放大：将模拟电路设定温度值的模拟电压同实际采集温度值的反馈电压进行比较，将电压比较差值按比例kp进行放大并驱动输入至MOS管内；4)MOS管驱动TEC制冷器工作：MOS管电压输出端连接TEC制冷器，MOS管电压输出值与TEC制冷器加热和制冷能力成正比；5)通过微分系数kd弹性控制MOS管电压输出值范围：控制TEC加热和制冷能力；6)通过积分系数ki控制MOS管电压输出值调节精度；探测温度同实际温度存在偏差，需要不断的对偏差进行积分，并反应在调节力度上。2.根据权利要求1所述的一种倍频晶体温度控制方法，其特征在于：在步骤1)中，通过STM32F103VCT6单片机经过DA转换设置模拟电压0
‑
3.3V转换成温度0
‑
50℃。3.根据权利要求1所述的一种倍频晶体温度控制方法，其特征在于：在步骤2)中，通过热敏电阻一端与接地端连通，另一端通过电阻R3...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖志松，
申请(专利权)人：罗根激光科技武汉有限公司，
类型：发明
国别省市：