CN208834200U - 自动控温激光器驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种自动控温激光器驱动电路，包括电源模块、温度控制处理模块、A/D采集模块、LCD显示模块、温度控制处理模块、H桥模块以及单片机系统，单片机系统发出的脉冲信号为PWM信号，与单片机系统连接的还有LCD显示模块；该电路温控稳定，性能可靠，可以应对极端天气，能够保持激光器在一个恒定的温度环境下工作，集成了温度调节，调节速度迅速平滑，高温报警，低温报警，实时温度显示，自行设定温度等等功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及激光技术领域，具体而言涉及一种体能够自动控制温度的激光器驱动电路。
背景技术
现有技术中，激光器系统产品体积普遍较大，在某些特殊应用场合不便于客户系统集成，并且由于激光器发热量比较大，对温度很敏感，需要恒定温度下工作，在某些极端恶劣天气的应用场合温度甚至过高或过低，可能导致激光波长的不稳定性，从而影响到激光器的使用寿命。
激光器系统在极端恶劣天气条件下使用时，系统的功率过大和恶劣的使用管径可能导致使用寿命比较短，因此考虑设计一种小体积激光器的温度控制系统产品，并且能够自动调节激光器的温度。
实用新型内容
本实用新型提供一种自动控温激光器驱动电路，包括电源模块和温度控制处理模块，还包括A/D采集模块、LCD显示模块、温度控制处理模块、H桥模块以及单片机系统；
所述A/D采集模块采集激光器的温度；所述单片机系统内预设温度的阈值范围；所述LCD显示模块与单片机系统连接，所述LCD显示模块显示当前的温度值；所述温度控制处理模块包括运算放大电路和推挽电路，单片机系统、运算放大电路和推挽电路按顺序连接；所述温度控制处理模块中的运算放大电路和推挽电路之间设置滑动电阻；
所述H桥模块的I/O接口与单片机系统连接，所述H桥模块的VCC端与温度控制处理模块连接；所述H桥模块的中间横杠上设置温度模块，所述温度模块具备制冷/制热的能力；
所述电源模块至少向单片机系统供电。
单片机系统对A/D采集模块获得的模拟信号进行处理后通过P1.2口产生不同空占比的PWM方波，并且经过温度控制处理模块中的运算放大器放大后到达 MOSFET的推挽驱动电路，可以调节电位器控制MOSFET的导通状态从而调整输出的峰值功率。
温度控制处理模块与H桥模块的VCC端连接，据VCC端平均电压的不同，流经温度模块的平均电流也有相应的变化，这样的好处是由于单片机系统可以通过改写软件来改变设置条件，控制温度范围能够更加精确，可以改写程序随意控制温度模块的平均电流变化，能够细分出多个电流档位，使得电流变化更加线性，直观来看就是温度模块控制温度变化更加平缓，不会产生温漂，并且使用寿命更长。可以采用TEC作为温度模块。
所述运算放大电路与推挽电路之间设置滑动电阻，调节温度控制处理模块的输出电压。
A/D采集模块通过串联热敏电阻来采集激光器的温度，并且热敏电阻与激光器热接触设置。
H桥模块的四条垂直腿上均设置三极管，并且中间的横杠上设置温度模块；必须导通对角线上的一对三极管。根据不同的三极管对的导通情况，电流可能会从左至右边(正向)或者从右至左(逆向)流过温度模块，从而控制温度模块内电流的转向。那么只需要通过两端的I/O口来控制不同的三极管对的导通状态就可以控制流进温度模块的电流方向，如果正向电流，温度模块则制冷，如果逆向电流，温度模块则加热，根据这个特性来控制加热或者制冷来维持温度在一定的范围内。
单片机系统内预设温度的阈值范围，同时根据A/D采集模块采集到的激光器实时温度数据，得到温度差，从而控制激光器在合适的温度范围内工作。
作为本实用新型的另一种实施方式，还包括按键处理模块，所述按键处理模块与单片机系统连接，所述按键处理模块包括键盘模块，所述键盘模块包括增加键和减少键，所述增加键和减少键分别于单片机系统的I/O接口连接。
作为本实用新型的另一种实施方式，所述电源模块包括稳定降压模块，所述稳定降压模块的输入电压为5V，输出电压为3.3V。
稳定降压模块的输入电压为5V，输出电压为3.3V可以为单片机系统提供稳定的电压，有利于单片机系统的工作，同时具有很好的线性和负载调节特性，具有自我保护电路。
所述按键处理模块与单片机系统连接；所述按键处理模块包括键盘模块，所述键盘模块包括增加键和减少键，所述增加键和减少键分别于单片机系统的I/O 接口连接。操作人员可以通过对按键处理模块来调节单片机系统输出的脉冲信号，从而调节温度模块的温度。
作为本实用新型的另一种实施方式，所述LCD显示模块为LCD1602显示模块。
作为本实用新型的另一种实施方式，所述单片机系统包括STC12LE5A60S2的最小系统。
作为本实用新型的另一种实施方式，所述单片机系统发出的脉冲信号经过光耦电路后与运算放大电路连接。光耦电路可以作为一种隔离，使得单片机系统免受其他电路部件的影响，维持其稳定性。
作为本实用新型的另一种实施方式，所述滑动电阻的阻值为10K。
作为本实用新型的另一种实施方式，所述STC12LE5A60S2的P4.7脚与复位电路连接，XTAL2脚与晶振电路连接。所述STC12LE5A60S2的P4.7脚与复位电路连接，XTAL2脚与晶振电路连接。复位电路可以将STC12LE5A60S2回复到起始状态，可以清除故障。
作为本实用新型的另一种实施方式，所述单片机系统发出的脉冲信号为 PWM信号。
采用本实用新型的技术方案之后，本自动控温激光器驱动电路可以实时采集激光器的当前温度，系统预设合适的温度范围，对TEC的控制让激光器在该温度范围内稳定工作；集成了温度调节，能够通过按键处理模块改写单片机系统内的预设温度，调节速度迅速平滑，通过LCD显示模块可显示高温报警，低温报警。
附图说明
图1是电源模块的电路图；
图2是按键处理模块的电路图；
图3是LCD显示模块的电路图；
图4是温度控制处理模块的电路图；
图5是H桥模块的电路图；
图6是STC12LE5A60S2与复位电路、晶振电路连接的电路图。
实施方式
下面结合附图对本实用新型进行具体说明。
实施例1
如图1至图6所示，本实施例公开一种自动控温激光器驱动电路，包括电源模块、温度控制处理模块、A/D采集模块(附图未显示，现有技术中的A/D采集模块可以满足本发明的实施需要)、按键处理模块、LCD显示模块、温度控制处理模块、H桥模块以及单片机系统，单片机系统发出的脉冲信号为PWM信号。
电源模块包括稳定降压模块，所述稳定降压模块的输入电压为5V，输出电压为3.3V，电源模块向单片机系统供电，单片机系统为STC12LE5A60S2的最小系统，并且STC12LE5A60S2的P4.7脚与复位电路连接，XTAL2脚与晶振电路连接。所述STC12LE5A60S2的P4.7脚与复位电路连接，XTAL2脚与晶振电路连接。复位电路可以将STC12LE5A60S2回复到起始状态，可以清除故障。
A/D采集模块采集激光器的温度，A/D采集模块通过串联热敏电阻来采集激光器的温度，并且热敏电阻与激光器热接触设置；按键处理模块包括键盘模块，键盘模块包括增加键和减少键，增加键和减少键分别于单片机系统的I/O接口连接；单片机系统内预设温度的阈值范围。
单片机系统对A/D采集模块获得的模拟信号进行处理后通过P1.2口产生不同空占比的PWM方波，并且经过温度控制处理模块中的运算放大器放大后到达 MOSFET的推挽驱动电路，可以调节电位器控制MOSFET的导通状态从而调整输出的峰值功率。
LCD显示模块与单片机系统连接，LCD显示模块显示当前的温度值；温度控制处理模块包括运算放大电路和推挽电路，单片机系统、运算放大电路和推挽电路按顺序连接；温度控制处理模块中的运算放大电路和推挽电路之间设置滑动电阻，滑动电阻的阻值为10K，LCD显示模块为LCD1602显示模块。
H桥模块的I/O接口与单片机系统连接，H桥模块的VCC端与温度控制处理模块连接；H桥模块的四条垂直腿上均设置三极管，并且中间的横杠上设置温度模块；必须导通对角线上的一对三极管。根据不同的三极管对的导通情况，电流可能会从左至右边(正向)或者从右至左(逆向)流过温度模块，从而控制温度模块内电流的转向。那么只需要通过两端的I/O口来控制不同的三极管对的导通状态就可以控制流进温度模块的电流方向，如果正向电流，温度模块则制冷，如果逆向电流，温度模块则加热，本实施例采用TEC作为温度模块。
温度控制处理模块与H桥模块的VCC端连接，据VCC端平均电压的不同，流经温度模块的平均电流也有相应的变化，这样的好处是由于单片机系统可以通过改写软件来改变设置条件，控制温度范围能够更加精确，可以改写程序随意控制温度模块的平均电流变化，能够细分出多个电流档位，使得电流变化更加线性，直观来看就是温度模块控制温度变化更加平缓，不会产生温漂，并且使用寿命更长。
实施例2
如图1至图6所示，本实施例公开一种自动控温激光器驱动电路，包括电源模块、温度控制处理模块、A/D采集模块、按键处理模块、LCD显示模块、温度控制处理模块、H桥模块以及单片机系统，单片机系统发出的脉冲信号为PWM 信号。
电源模块包括稳定降压模块，所述稳定降压模块的输入电压为5V，输出电压为3.3V，电源模块向单片机系统供电，单片机系统为STC12LE5A60S2的最小系统，并且STC12LE5A60S2的P4.7脚与复位电路连接，XTAL2脚与晶振电路连接。所述STC12LE5A60S2的P4.7脚与复位电路连接，XTAL2脚与晶振电路连接。复位电路可以将STC12LE5A60S2回复到起始状态，可以清除故障。
A/D采集模块采集激光器的温度，A/D采集模块通过串联热敏电阻来采集激光器的温度，并且热敏电阻与激光器热接触设置；按键处理模块包括键盘模块，键盘模块包括增加键和减少键，增加键和减少键分别于单片机系统的I/O接口连接；单片机系统内预设温度的阈值范围。
单片机系统对A/D采集模块获得的模拟信号进行处理后通过P1.2口产生不同空占比的PWM方波，并且经过温度控制处理模块中的运算放大器放大后到达 MOSFET的推挽驱动电路，可以调节电位器控制MOSFET的导通状态从而调整输出的峰值功率。
LCD显示模块与单片机系统连接，LCD显示模块显示当前的温度值；温度控制处理模块包括运算放大电路和推挽电路，单片机系统、运算放大电路和推挽电路按顺序连接，单片机系统发出的脉冲信号经过光耦电路(附图未显示)后与运算放大电路连接；温度控制处理模块中的运算放大电路和推挽电路之间设置滑动电阻，滑动电阻的阻值为10K，LCD显示模块为LCD1602显示模块。
H桥模块的I/O接口与单片机系统连接，H桥模块的VCC端与温度控制处理模块连接；H桥模块的四条垂直腿上均设置三极管，并且中间的横杠上设置温度模块；必须导通对角线上的一对三极管。根据不同的三极管对的导通情况，电流可能会从左至右边(正向)或者从右至左(逆向)流过温度模块，从而控制温度模块内电流的转向。那么只需要通过两端的I/O口来控制不同的三极管对的导通状态就可以控制流进温度模块的电流方向，如果正向电流，温度模块则制冷，如果逆向电流，温度模块则加热，本实施例采用TEC作为温度模块。
温度控制处理模块与H桥模块的VCC端连接，据VCC端平均电压的不同，流经温度模块的平均电流也有相应的变化，这样的好处是由于单片机系统可以通过改写软件来改变设置条件，控制温度范围能够更加精确，可以改写程序随意控制温度模块的平均电流变化，能够细分出多个电流档位，使得电流变化更加线性，直观来看就是温度模块控制温度变化更加平缓，不会产生温漂，并且使用寿命更长
以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理，但需要说明的是，上述的这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的具体限制。基于此处的解释，本领域的技术人员在不付出创造性劳动即可联想到本实用新型的其他具体实施方式或等同替换，都将落入本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种自动控温激光器驱动电路，包括电源模块和温度控制处理模块，其特征在于：还包括A/D采集模块、LCD显示模块、温度控制处理模块、H桥模块以及单片机系统；
所述A/D采集模块采集激光器的温度；所述单片机系统内预设温度的阈值范围；所述LCD显示模块与单片机系统连接，所述LCD显示模块显示当前的温度值；所述温度控制处理模块包括运算放大电路和推挽电路，单片机系统、运算放大电路和推挽电路按顺序连接；所述温度控制处理模块中的运算放大电路和推挽电路之间设置滑动电阻；
所述H桥模块的I/O接口与单片机系统连接，所述H桥模块的VCC端与温度控制处理模块连接；所述H桥模块的中间横杠上设置温度模块，所述温度模块具备制冷/制热的能力；
所述电源模块至少向单片机系统供电。
2.根据权利要求1所述的自动控温激光器驱动电路，其特征在于：所述电源模块包括稳定降压模块，所述稳定降压模块的输入电压为5V，输出电压为3.3V。
3.根据权利要求1所述的自动控温激光器驱动电路，其特征在于：所述LCD显示模块为LCD1602显示模块。
4.根据权利要求1或3所述的自动控温激光器驱动电路，其特征在于：所述单片机系统包括STC12LE5A60S2的最小系统。
5.根据权利要求1所述的自动控温激光器驱动电路，其特征在于：所述单片机系统发出的脉冲信号经过光耦电路后与运算放大电路连接。
6.根据权利要求2所述的自动控温激光器驱动电路，其特征在于：所述滑动电阻的阻值为10K。
7.根据权利要求4所述的自动控温激光器驱动电路，其特征在于：所述STC12LE5A60S2的P4.7脚与复位电路连接，XTAL2脚与晶振电路连接。
8.根据权利要求5所述的自动控温激光器驱动电路，其特征在于：所述单片机系统发出的脉冲信号为PWM信号。
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| CN201821134670.2U CN208834200U (zh) | 2018-07-17 | 2018-07-17 | 自动控温激光器驱动电路 |
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| CN201821134670.2U CN208834200U (zh) | 2018-07-17 | 2018-07-17 | 自动控温激光器驱动电路 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110391590A (zh) * | 2019-07-23 | 2019-10-29 | 中国电子科技集团公司第十一研究所 | 一种脉冲激光器驱动电源系统及其驱动方法 |
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2018
- 2018-07-17 CN CN201821134670.2U patent/CN208834200U/zh active Active
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