利用單片機實現對激光器電流的精度控制

　　DRV592 是TI ( Texas Instruments) 公司出品的高效、大功率H 橋電源驅動集成塊,輸出電壓范圍從2. 8 V 到5. 5 V ,最大輸出電流為3A。DRV592 需要外部PWM觸發(兼容TTL 邏輯電平) ,內置過流、欠壓和過熱(130 ℃) 保護和電平指示。業界最小封裝( 9mm ×9 mm 32 腳PowerPADTM扁平封裝模式) ,具有- 40 ℃到85 ℃工業用溫度范圍標準。值得一提的是該芯片集成了4 個大功率MOSFET 和過載保護電路,與采用分立元件設計(見圖3) 相比,簡化80 %的設計。并且只需添加幾個外部元件就能容易地構成精確的溫度控制環路用以穩定激光二極管系統。基于DRV592 的半導體TEC 的電源驅動電路見圖4。和圖3 相比,可以看到基于DRV592 的TEC 電源驅動電路設計大大簡化,并且DRV592 還有內置過流、欠壓和過熱(130°C) 保護電平指示。引腳功能見表1。

　　由于大電流開關電路會產生很大的噪聲干擾,為減少干擾,可適當增大開關管的轉換時間來降低高頻開關噪聲。雖然這會使開關效率降低一些,不過用這個代價換來噪聲的大幅度改善還是值得的。

　　另外由于TEC 具有熱慣性,改變狀態會有一定的延遲,會給系統引起振蕩。為了消除振蕩,可在放大器兩端并聯積分電路,增加延時,消除振蕩產生。要注意的是穩定的溫度是由熱敏電阻的反饋來決定的,因此要將TEC 與熱敏電阻封裝在一個模塊中,使它們緊密耦合。

　　溫度探測器的精度直接影響溫度控制的效果。

　　溫度探測電路部分與恒流源類似,采用NTC(負溫度系數) 的熱敏電阻作為溫度探測器。其中用陶瓷粉工藝制作的NTC 元件對溫度的微小變化有最大的電阻變化。特別是某些陶瓷NTC 在其壽命內(經適當老化) 具有0. 05 ℃穩定度。并且與其它溫度傳感相比,陶瓷NTC 的尺寸特別小。然后將熱敏電阻串聯入一恒流源,對熱敏電阻兩端電壓采樣,將溫度變換為電信號。原理如圖5 所示。