一种应用在TEC上的优化上电时间和限压限流的方法技术

本发明专利技术属于光通信技术领域，更具体地，涉及一种应用在TEC上的优化上电时间和限压限流的方法，一方面包括：构建PID控制回路，在所述PID控制回路的基础上构建出比例补偿回路，通过调节所述比例补偿回路中的比例项以调节所述PID控制回路的响应时间，在所述比例补偿回路中加入积分项，调节所述积分项以消除系统稳态误差，通过硬件调整来缩短TEC上电时间；另一方面包括：构建限压电路和限流电路，通过控制限压电路和限流电路的通断可以实现对TEC工作时的电压与电流进行限制。时的电压与电流进行限制。时的电压与电流进行限制。

【技术实现步骤摘要】
一种应用在TEC上的优化上电时间和限压限流的方法


[0001]本专利技术属于光通信
，更具体地，涉及一种应用在TEC上的优化上电时间和限压限流的方法。

技术介绍

[0002]在光模块的设计中，激光器的波长、平均光功率和消光比等特性和温度强相关，因此为了保证激光器的温度，常使用TEC(Thermo Electric Cooler，热电制冷器)来控制激光器温度恒定。
[0003]近年来，高速光模块广泛通过TEC控制器来控制热电制冷器TEC的工作(正向电流制冷，反向电流制热)，以此实现激光器的温度控制和补偿调节。
[0004]在TEC控制中，TEC上电时间和上电电压与电流的控制是两大难点。

技术实现思路

[0005]本专利技术需要解决的技术问题是：如何缩短TEC上电时间并对TEC上电电流与上电电压进行控制。
[0006]本专利技术是通过如下技术方案达到上述目的：
[0007]第一方面，提供了一种应用在TEC上的优化上电时间的方法，包括：
[0008]构建PID控制回路，所述PID控制回路包括第一电阻RI、第二电阻RP、第三电阻RD、第一电容CI、第二电容CD和第三电容CF，所述第一电阻RI、所述第二电阻RP和所述第一电容CI串联，所述第三电阻RD、所述第二电容CD和所述第三电容CF串联，所述第一电阻RI并联在所述第三电阻RD和所述第二电容CD两端，所述第三电容CF并联在所述第二电阻RP和所述第一电容CI两端；
[0009]在所述PID控制回路的基础上构建出比例补偿回路，所述比例补偿回路包括第一电阻RI、第二电阻RP和第三电容CF，所述第二电阻RP的阻值比所述第一电阻RI的阻值为比例项，通过调节所述比例项以调节所述PID控制回路的响应时间；
[0010]在所述比例补偿回路中加入积分项，调节所述积分项以消除系统稳态误差。
[0011]优选的，在所述PID控制回路的基础上构建出比例补偿回路包括：
[0012]将所述第一电阻RI的阻值固定不变，将所述第一电容CI短接，将所述第二电容CD开路，所述第二电阻RP、所述第一电阻RI和所述第三电容CF构成所述比例补偿回路。
[0013]优选的，通过调节所述比例项以调节所述PID控制回路的响应时间包括：当所述PID控制回路系统中偏差越大时，控制输出也会越大，并加快系统响应速度从而产生稳态误差；
[0014]在所述比例补偿回路中加入所述第一电容CI作为积分项，通过调节所述积分项以消除所述稳态误差。
[0015]优选的，通过调节所述比例项以调节所述PID控制回路的响应时间还包括：
[0016]通过逐渐增大所述第二电阻RP的阻值以增大所述比例项，以使所述PID控制回路
系统给出预定的输出信号，从而将所述系统推向目标状态；
[0017]直到监测到所述PID控制回路中产生环路震荡，将此时所述第二电阻RP阻值调小以确定所述第二电阻RP的阻值。
[0018]优选的，在所述比例补偿回路中加入所述第一电容CI作为积分项，通过调节所述积分项以消除所述稳态误差，包括：
[0019]在所述比例补偿回路中加入第一电容CI作为积分项，通过减小所述第一电容CI的容值以调节所述积分项，直到检测到所述比例补偿回路中产生环路震荡，将此时所述第一电容CI的容值调大以确定所述第一电容CI容值。
[0020]优选的，在所述比例补偿回路中加入所述第一电容CI作为积分项，通过调节所述积分项以消除所述稳态误差，还包括：
[0021]将所述第三电阻RD短接，加入所述第二电容CD，逐渐增大所述第二电容CD的容值，直到检测到所述比例补偿回路中产生环路震荡，此时，通过减小所述第二电容CD的容值或加入所述第三电阻RD以恢复系统的稳定性。
[0022]第二方面，提供了一种应用在TEC上的限压限流的方法，包括：
[0023]构建限压电路，所述限压电路包括第一电流源Q1、第一开关S1、第一软启动电路、第四电阻R1和第五电阻R2，所述第一电流源Q1一端接零电位，另一端连接所述第一开关S1，所述第一开关S1连接所述第一软启动电路、所述第一软启动电路分别连接所述第四电阻R1和所述第五电阻R2，所述第四电阻R1与所述第五电阻R2串联；
[0024]构建限流电路，所述限流电路包括第二电流源Q2、第二开关S2、第二软启动电路、第六电阻R3和第七电阻R4，所述第二电流源Q2一端接高电位，另一端连接所述第二开关S2，所述第二开关S2连接所述第二软启动电路、所述第二软启动电路分别连接所述第六电阻R3和第七电阻R4，所述第六电阻R3与第七电阻R4串联；
[0025]在TEC加热状态下调节所述第一开关S1的通断状态以限制TEC加热时的电压；
[0026]在TEC冷却状态下调节所述第二开关S2的通断状态以限制TEC冷却时的电流。
[0027]优选的，所述第一电流源Q1和第二电流源Q2分别用于在所述限压电路和限流电路中提供稳定的电流；
[0028]在所述限压电路中包括经过所述第一软启动电路的第一电压V1，在所述限流电路中包括经过所述第二软启动电路的第二电压V2；
[0029]当所述第一开关S1导通时，所述限压电路中的电流方向为从所述第一电压V1经过所述第一电流源Q1流向地；
[0030]当所述第二开关S2导通时，所述限流电路中的电流方向为从所述高电位流向所述第一电压V1。
[0031]优选的，所述在TEC加热状态下调节所述第一开关S1的通断状态以限制TEC加热时的电压，包括：
[0032]当TEC加热时，所述第一开关S1导通，所述第一电流源Q1汲取电流，汲取电流的方向为从所述第一电压V1经所述第一电流源Q1流向地，所述第一电压V1降低；
[0033]当TEC冷却时，所述第一开关S1断开，所述限压电路无效。
[0034]优选的，所述在TEC冷却状态下调节所述第二开关S2的通断状态以限制TEC冷却时的电流，包括：
[0035]当TEC冷却时，所述第二开关S2导通，所述限流电路中电流方向为从VDD流向所述第二电压V2，冷却电流变小；
[0036]当TEC加热时，所述第二开关S2断开，所述限流电路无效。
[0037]本专利技术的有益效果是：优化TEC相关的补偿放大器的硬件PID参数，并通过硬件调整来缩短TEC上电时间。
[0038]进一步地，通过在TEC上接入限压电路和限流电路分别对TEC的电压与电流来进行控制。
附图说明
[0039]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用在TEC上的优化上电时间的方法，其特征在于，包括：构建PID控制回路，所述PID控制回路包括第一电阻RI、第二电阻RP、第三电阻RD、第一电容CI、第二电容CD和第三电容CF，所述第一电阻RI、所述第二电阻RP和所述第一电容CI串联，所述第三电阻RD、所述第二电容CD和所述第三电容CF串联，所述第一电阻RI并联在所述第三电阻RD和所述第二电容CD两端，所述第三电容CF并联在所述第二电阻RP和所述第一电容CI两端；在所述PID控制回路的基础上构建出比例补偿回路，所述比例补偿回路包括第一电阻RI、第二电阻RP和第三电容CF，所述第二电阻RP的阻值比所述第一电阻RI的阻值为比例项，通过调节所述比例项以调节所述PID控制回路的响应时间；在所述比例补偿回路中加入积分项，调节所述积分项以消除系统稳态误差。2.根据权利要求1所述的应用在TEC上的优化上电时间的方法，其特征在于，在所述PID控制回路的基础上构建出比例补偿回路包括：将所述第一电阻RI的阻值固定不变，将所述第一电容CI短接，将所述第二电容CD开路，所述第二电阻RP、所述第一电阻RI和所述第三电容CF构成所述比例补偿回路。3.根据权利要求1所述的应用在TEC上的优化上电时间的方法，其特征在于，通过调节所述比例项以调节所述PID控制回路的响应时间包括：当所述PID控制回路系统中偏差越大时，控制输出也会越大，并加快系统响应速度从而产生稳态误差；在所述比例补偿回路中加入所述第一电容CI作为积分项，通过调节所述积分项以消除所述稳态误差。4.根据权利要求3所述的应用在TEC上的优化上电时间的方法，其特征在于，通过调节所述比例项以调节所述PID控制回路的响应时间还包括：通过逐渐增大所述第二电阻RP的阻值以增大所述比例项，以使所述PID控制回路系统给出预定的输出信号，从而将所述系统推向目标状态；直到监测到所述PID控制回路中产生环路震荡，将此时所述第二电阻RP阻值调小以确定所述第二电阻RP的阻值。5.根据权利要求3所述的应用在TEC上的优化上电时间的方法，其特征在于，在所述比例补偿回路中加入所述第一电容CI作为积分项，通过调节所述积分项以消除所述稳态误差，包括：在所述比例补偿回路中加入第一电容CI作为积分项，通过减小所述第一电容CI的容值以调节所述积分项，直到检测到所述比例补偿回路中产生环路震荡，将此时所述第一电容CI的容值调大以确定所述第一电容CI容值。6.根据权利要求5所述的应用在TEC上的优化上电时间的方法，其特征在于，在所述比例补偿回路中加入所述第一电容CI作为积分项，通过调节所述积分项以消除所...

【专利技术属性】
技术研发人员：高郢，付玉婷，李凯宇，赵雪玲，肖蠡虎，叶杨威，
申请(专利权)人：武汉光迅科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：