[实用新型]一种用半导体珀尔贴调整激光晶体温度的控制装置

说明书

技术领域

    本实用新型属于一种激光器的激光晶体或倍频晶体温度的控制装置，具体涉及一种用半导体珀尔贴调整激光晶体温度的控制装置。

 背景技术

TEC（Thermo Electric cooler）热电制冷器又称半导体制冷器，当直流电流通过两种不同的导电材料回路时，结点上将产生吸热或放热的现象，成为珀尔贴效应。TEC智能制冷温控模块既是利用了珀尔贴片效应以实现制冷或制热，它具有制冷、制热速度快，无噪声、无污染，控制灵活方便、体积小、重量轻等特点，因而得到了广泛应用。一种典型的TEC单级热电制冷器，由二片分别是P型和N型的半导体材料构成，当一正向电流作用于N型半导体时电子从P型半导体移到N型半导体，因此热量被吸收，温控面的温度降低，热量通过热沉向周围散发，热能的迁移量与TEC的供电量成正比。改变电流方向，从热沉输入，则将热量从热沉转移到温控面，从而使温控面的温度升高。在小体积的温控领域TEC是优先选择的温控制冷器件。

现有技术的普通TEC控制一般采用MAXIM公司的MAX8520和LINER TECHNOLOGY公司的LTC1923芯片控制，如采用这种控制模式则有应用相对复杂，TEC的工作参数设置不灵活，应用成本上升，控制模式切换比较复杂。温控条件如果发生变化，温度控制参数改变困难，温控算法无法更改。在空间比较狭小的激光器中，制冷模块的体积位置也受到比较大的限制。

发明内容

    本实用新型为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种用半导体珀尔贴调整激光晶体温度的控制装置。

本实用新型的技术方案是：一种用半导体珀尔贴调整激光晶体温度的控制装置，包括温度传感器、PID温控模块、开关电源，TEC制冷模块和激光晶体或倍频晶体。所述的温度传感器的输出端与PID温控模块的输入端电信号连接，PID温控模块的输出端与输出温度控制模块的输入端电信号连接，输出温度控制模块的输出端与开关电源的输入端电信号连接，开关电源的输出端与TEC制冷模块的输入端电信号连接，TEC制冷模块的输出端与激光晶体或倍频晶体的输入端电信号连接。

所述的输出温度控制模块的电路图包括运算放大器、脉宽调制芯片、稳压二极管D1、D2、可调电阻R1、R3～R5、电阻R2和电容C1，由PID温控模块的输出端输出的电信号进入输出温度控制模块的输入端，经电阻R2进入运算放大器的脚2，经放大后电信号进入脉宽调制芯片的脚3，由脉宽调制芯片的脚10输出，稳压二极管D1、D2两个稳压管串联使用，一个利用它的正向特性，另一个利用它的反向特性，则既能稳压又可起温度补偿作用，以提高稳压效果。

所述的TEC制冷模块包括壳体，在壳体内分别设置有温度传感器、激光晶体或倍频晶体、TEC半导体制冷片及铜质水冷块，在铜质水冷块内形成冷却水道。

本实用新型由于采用线形调节方式而非位式调节方式，并且采用数字控制模式，可以大幅提高温度的控制精度，温度控制精度达到±0.1℃。

附图说明

 图1 是本实用新型用半导体珀尔贴调整激光晶体温度的控制装置的电原理框图；

图2 是本实用新型用半导体珀尔贴调整激光晶体温度的控制装置的结构图；

图3 是本实用新型中的输出温度控制模块电路图；

图4 是本实用新型中的TEC制冷模块结构图。

     其中：

       1  温度传感器         2  PID温控模块

       3  输出温度控制模块   4  开关电源

       5  TEC制冷模块        6  激光晶体或倍频晶体

       7  TEC半导体制冷片    8  电流表

       9  切换开关            10 调节旋钮

       11 运算放大器          12 脉宽调制芯片

       13 壳体                14 铜质水冷块

       15 冷却水道。

具体实施方式

下面，结合附图和实施例对本实用新型用半导体珀尔贴调整激光晶体温度的控制装置进行详细说明：