JPH08191169A - Ａｔｃ回路 - Google Patents
Ａｔｃ回路Info
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- JPH08191169A JPH08191169A JP308495A JP308495A JPH08191169A JP H08191169 A JPH08191169 A JP H08191169A JP 308495 A JP308495 A JP 308495A JP 308495 A JP308495 A JP 308495A JP H08191169 A JPH08191169 A JP H08191169A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】半導体レーザ１と半導体レーザ１の温度を検出
する温度検出器２と半導体レーザ１に発生する熱量を授
受するペルチェ素子３とから構成され、半導体レーザ１
の温度を予め定められた値に制御する機能を有するＡＴ
Ｃ回路において、平滑回路５と比較・スイッチング回路
６と基準電圧７とを具備する。 【効果】ペルチェ素子の長期信頼性を向上させ、かつ他
の制御回路に悪影響を及ぼさない実装を容易に構成でき
るＡＴＣ回路を提供できる。実装領域が削減でき、かつ
簡略化できるＡＴＣ回路を提供できる。またＡＴＣ回路
の電流容量が変わっても回路を共通化できる。
する温度検出器２と半導体レーザ１に発生する熱量を授
受するペルチェ素子３とから構成され、半導体レーザ１
の温度を予め定められた値に制御する機能を有するＡＴ
Ｃ回路において、平滑回路５と比較・スイッチング回路
６と基準電圧７とを具備する。 【効果】ペルチェ素子の長期信頼性を向上させ、かつ他
の制御回路に悪影響を及ぼさない実装を容易に構成でき
るＡＴＣ回路を提供できる。実装領域が削減でき、かつ
簡略化できるＡＴＣ回路を提供できる。またＡＴＣ回路
の電流容量が変わっても回路を共通化できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザの温度を予
め定められた値に制御する温度調整回路に関する。
め定められた値に制御する温度調整回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザの高出力化に伴い、駆動電
流も大容量化しつつある。大容量での駆動は半導体レー
ザの温度を著しく上昇させるため、ＡＴＣ回路のペルチ
ェ電流も大容量化する必要がある。ＡＴＣ回路の一般的
な例であるプッシュプル方式では、電流が大容量化した
場合駆動トランジスタの損失が大きくなる。トランジス
タの損失により、消費電力が大きくなりかつ放熱対策に
手間がかかるなどの問題が発生していた。
流も大容量化しつつある。大容量での駆動は半導体レー
ザの温度を著しく上昇させるため、ＡＴＣ回路のペルチ
ェ電流も大容量化する必要がある。ＡＴＣ回路の一般的
な例であるプッシュプル方式では、電流が大容量化した
場合駆動トランジスタの損失が大きくなる。トランジス
タの損失により、消費電力が大きくなりかつ放熱対策に
手間がかかるなどの問題が発生していた。
【０００３】これに対応する従来例として、図２に示す
１９９２年電子情報通信学会春季大会Ｂ−９４１「励起
光源用温度制御回路の低消費電力化」があり、理論的に
スイッチングトランジスタの損失を従来のリニア駆動に
比べて１/10にできるＡＴＣ回路として、消費電力の低
減と放熱対策の軽減を図ることが検討されている。
１９９２年電子情報通信学会春季大会Ｂ−９４１「励起
光源用温度制御回路の低消費電力化」があり、理論的に
スイッチングトランジスタの損失を従来のリニア駆動に
比べて１/10にできるＡＴＣ回路として、消費電力の低
減と放熱対策の軽減を図ることが検討されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし従来の制御方式
では、常時ペルチェ素子にスイッチング状の大電流が流
れる。パルス動作を繰り返せばペルチェ素子の長期信頼
性を落とす。またペルチェ素子における大電流のスイッ
チングは、レーザ出力を制御する制御回路などに雑音を
撒き散らす。雑音を防ぐためには、ＡＴＣ回路とペルチ
ェ素子にまたがった実装対策を施す必要があり、困難を
極める。
では、常時ペルチェ素子にスイッチング状の大電流が流
れる。パルス動作を繰り返せばペルチェ素子の長期信頼
性を落とす。またペルチェ素子における大電流のスイッ
チングは、レーザ出力を制御する制御回路などに雑音を
撒き散らす。雑音を防ぐためには、ＡＴＣ回路とペルチ
ェ素子にまたがった実装対策を施す必要があり、困難を
極める。
【０００５】また、スイッチング電流の尖頭電流を抑圧
する回路や、スイッチング電圧をペルチェ素子の絶対最
大定格以下に抑圧する回路等、付加回路が必要となり全
体回路構成を複雑化させる。
する回路や、スイッチング電圧をペルチェ素子の絶対最
大定格以下に抑圧する回路等、付加回路が必要となり全
体回路構成を複雑化させる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に本発明のＡＴＣ回路では、スイッチング状の電流を平
滑化する平滑回路を設ける。温度検出器による制御電圧
と予め定められた基準電圧とを比較して、スイッチング
電流のデューティを調整する比較・スイッチング回路を
設ける。比較・スイッチング回路の一部にスイッチング
レギュレ−タを用いる。また、比較・スイッチング回路
内で比較基準電圧とスイッチング基準電圧とを共通化す
る。
に本発明のＡＴＣ回路では、スイッチング状の電流を平
滑化する平滑回路を設ける。温度検出器による制御電圧
と予め定められた基準電圧とを比較して、スイッチング
電流のデューティを調整する比較・スイッチング回路を
設ける。比較・スイッチング回路の一部にスイッチング
レギュレ−タを用いる。また、比較・スイッチング回路
内で比較基準電圧とスイッチング基準電圧とを共通化す
る。
【０００７】
【作用】平滑回路を設けることによってペルチェ素子に
リップル率の低い電流が流れ、低消費電力を維持したま
まペルチェ素子の信頼性を向上させる回路を簡単に構成
できる。電流がスイッチングする部分はＡＴＣ回路の一
部に限られるため、雑音低減のための実装は容易であ
る。また比較・スイッチング回路を設けることにより、
半導体レーザがあらかじめ定められた温度になるように
スイッチング電流のデューティを調整し、平滑回路に依
存しない制御電流をペルチェ素子に流すことができる。
比較・スイッチング回路の一部にスイッチングレギュレ
−タを用いることにより実装領域が削減でき、かつ簡略
化できる。また比較・スイッチング回路内において比較
基準電圧とスイッチング基準電圧とを共通化可能とする
ことにより、スイッチングレギュレ−タの内蔵基準電圧
を比較回路の基準電圧に適用できる。また異なるスイッ
チングレギュレータに対して回路を共通化できる。
リップル率の低い電流が流れ、低消費電力を維持したま
まペルチェ素子の信頼性を向上させる回路を簡単に構成
できる。電流がスイッチングする部分はＡＴＣ回路の一
部に限られるため、雑音低減のための実装は容易であ
る。また比較・スイッチング回路を設けることにより、
半導体レーザがあらかじめ定められた温度になるように
スイッチング電流のデューティを調整し、平滑回路に依
存しない制御電流をペルチェ素子に流すことができる。
比較・スイッチング回路の一部にスイッチングレギュレ
−タを用いることにより実装領域が削減でき、かつ簡略
化できる。また比較・スイッチング回路内において比較
基準電圧とスイッチング基準電圧とを共通化可能とする
ことにより、スイッチングレギュレ−タの内蔵基準電圧
を比較回路の基準電圧に適用できる。また異なるスイッ
チングレギュレータに対して回路を共通化できる。
【０００８】
【実施例】以下に本発明の1実施例を詳細に説明する。
【０００９】図１に本発明に基づくＡＴＣ回路の構成を
示す。１は半導体レーザ、２は温度検出器、３はペルチ
ェ素子、４は直流電源、５は平滑回路、６は比較・スイ
ッチング回路、７は基準電圧、８は比較回路、９はスイ
ッチング回路である。温度検出器２によって検出した制
御電圧を比較・スイッチング回路６においてあらかじめ
定められた基準電圧７と比較する。制御電圧が基準電圧
７と異なる場合には、必要なスイッチング電流を発生さ
せる。この電流を平滑回路５を経由させてペルチェ素子
３に流し、半導体レーザ１の温度を予め定められた温度
に制御する。
示す。１は半導体レーザ、２は温度検出器、３はペルチ
ェ素子、４は直流電源、５は平滑回路、６は比較・スイ
ッチング回路、７は基準電圧、８は比較回路、９はスイ
ッチング回路である。温度検出器２によって検出した制
御電圧を比較・スイッチング回路６においてあらかじめ
定められた基準電圧７と比較する。制御電圧が基準電圧
７と異なる場合には、必要なスイッチング電流を発生さ
せる。この電流を平滑回路５を経由させてペルチェ素子
３に流し、半導体レーザ１の温度を予め定められた温度
に制御する。
【００１０】本発明における平滑回路５を設けることに
より比較・スイッチング回路６において出力されたスイ
ッチング電流は図３に示すようにリップル率の低い出力
電流に変換される。従ってペルチェ素子３に流れる電流
はＡＴＣ回路の制御時定数に比較して十分速くかつ平滑
化された電流を供給することができる。本実施例では、
制御系の時定数はmsのオーダーでありリップルによる電
流変動は温度制御全体に影響を及ぼさない。図４に平滑
回路５の１例を示す。図に示すように単純に回路を構成
できる。本実施例では、入力されるスイッチング電流の
周期は50kHzである。入力される周波数は、一定のもの
でなく変動するものであってもよい。リップル率を低く
抑えるためにはＬ×Ｃが大きいほど良い。本実施例では
Ｌ＝220μＨ、Ｃ＝680μＦとすることによりリップル率
を５％以下に抑圧することができた。この時、直流電源
４は＋5.0Ｖ、５平滑回路の出力電圧の最大値は３.０
Ｖ、出力電流の最大値は2.0Ａであった。
より比較・スイッチング回路６において出力されたスイ
ッチング電流は図３に示すようにリップル率の低い出力
電流に変換される。従ってペルチェ素子３に流れる電流
はＡＴＣ回路の制御時定数に比較して十分速くかつ平滑
化された電流を供給することができる。本実施例では、
制御系の時定数はmsのオーダーでありリップルによる電
流変動は温度制御全体に影響を及ぼさない。図４に平滑
回路５の１例を示す。図に示すように単純に回路を構成
できる。本実施例では、入力されるスイッチング電流の
周期は50kHzである。入力される周波数は、一定のもの
でなく変動するものであってもよい。リップル率を低く
抑えるためにはＬ×Ｃが大きいほど良い。本実施例では
Ｌ＝220μＨ、Ｃ＝680μＦとすることによりリップル率
を５％以下に抑圧することができた。この時、直流電源
４は＋5.0Ｖ、５平滑回路の出力電圧の最大値は３.０
Ｖ、出力電流の最大値は2.0Ａであった。
【００１１】次に比較・スイッチング回路６の動作を説
明する。図５は温度検出器２と比較・スイッチング回路
６と直流電源４及び基準電圧７の具体的な回路図であ
る。図５中の温度検出器７にはサーミスタを用いてい
る。図５中の８は比較回路の具体的な回路図である。ブ
リッジ回路を用いて予め定められたサーミスタ抵抗値か
らずれが生じた場合にはエラー電圧を発する。これを基
準電圧７からのずれに変換して比較回路８から出力す
る。本実施例では基準電圧７は1.23Ｖとした。図５の回
路において予め定められた温度からの誤差電圧をＶeと
すると比較回路８の出力は1.23−Ｖeとなる。図中Ｒ1／
Ｒ2＝αとしαを可変にすれば制御系のループゲインを
調整することができる。本実施例ではα＝１とした。
明する。図５は温度検出器２と比較・スイッチング回路
６と直流電源４及び基準電圧７の具体的な回路図であ
る。図５中の温度検出器７にはサーミスタを用いてい
る。図５中の８は比較回路の具体的な回路図である。ブ
リッジ回路を用いて予め定められたサーミスタ抵抗値か
らずれが生じた場合にはエラー電圧を発する。これを基
準電圧７からのずれに変換して比較回路８から出力す
る。本実施例では基準電圧７は1.23Ｖとした。図５の回
路において予め定められた温度からの誤差電圧をＶeと
すると比較回路８の出力は1.23−Ｖeとなる。図中Ｒ1／
Ｒ2＝αとしαを可変にすれば制御系のループゲインを
調整することができる。本実施例ではα＝１とした。
【００１２】次にスイッチング回路９は制御電圧が基準
電圧７から低下したときにスイッチングのデューティを
上げ、平滑回路５に流す。逆に制御電圧が基準電圧７か
ら上昇したときにはスイッチングのデューティを下げ、
平滑回路５に流す。結果として平滑回路５によらず、ペ
ルチェ素子３の電圧及び電流を制御でき、かつ１半導体
レ−ザの温度を予め定められた値に制御できる。またこ
の実施例では、図５中のスイッチング回路９にスイッチ
ングレギュレータを適用した。これによりスイッチング
回路９の部分がＩＣ化でき、実装領域を削減できる。ま
た電流のスイッチングが生じるのは図５に示す太線矢印
部分のみであり雑音に対する実装対策は容易である。ま
た、図５に示すように基準電圧７を比較回路８と、スイ
ッチング回路９で共通化する回路構成としたことによ
り、スイッチングレギュレータに内蔵された基準電圧を
適用できる。本実施例ではスイッチングレギュレータの
内蔵スイッチング基準電圧が1.23Ｖであることから比較
回路８の比較基準電圧も1.23Ｖとした。また本実施例に
よればＡＴＣ回路の電流容量や直流電圧などから適宜ス
イッチングレギュレータを選択できるが、その際に回路
構成を変える必要はない。
電圧７から低下したときにスイッチングのデューティを
上げ、平滑回路５に流す。逆に制御電圧が基準電圧７か
ら上昇したときにはスイッチングのデューティを下げ、
平滑回路５に流す。結果として平滑回路５によらず、ペ
ルチェ素子３の電圧及び電流を制御でき、かつ１半導体
レ−ザの温度を予め定められた値に制御できる。またこ
の実施例では、図５中のスイッチング回路９にスイッチ
ングレギュレータを適用した。これによりスイッチング
回路９の部分がＩＣ化でき、実装領域を削減できる。ま
た電流のスイッチングが生じるのは図５に示す太線矢印
部分のみであり雑音に対する実装対策は容易である。ま
た、図５に示すように基準電圧７を比較回路８と、スイ
ッチング回路９で共通化する回路構成としたことによ
り、スイッチングレギュレータに内蔵された基準電圧を
適用できる。本実施例ではスイッチングレギュレータの
内蔵スイッチング基準電圧が1.23Ｖであることから比較
回路８の比較基準電圧も1.23Ｖとした。また本実施例に
よればＡＴＣ回路の電流容量や直流電圧などから適宜ス
イッチングレギュレータを選択できるが、その際に回路
構成を変える必要はない。
【００１３】
【発明の効果】本発明の請求項１では、ＡＴＣ回路に平
滑回路を具備したことによって単純な回路構成でペルチ
ェ素子の長期信頼性を向上させ、かつ他の制御回路に悪
影響を及ぼさない実装を実現できる。
滑回路を具備したことによって単純な回路構成でペルチ
ェ素子の長期信頼性を向上させ、かつ他の制御回路に悪
影響を及ぼさない実装を実現できる。
【００１４】本発明の請求項２では、ＡＴＣ回路に比較
・スイッチング回路を具備したことによって平滑回路に
よらず、半導体レ−ザの温度を予め定められた値に制御
できる。
・スイッチング回路を具備したことによって平滑回路に
よらず、半導体レ−ザの温度を予め定められた値に制御
できる。
【００１５】本発明の請求項３では、比較・スイッチン
グ回路の一部において、スイッチングレギュレータを適
用することによって、実装領域が削減でき、かつ簡略化
できる。
グ回路の一部において、スイッチングレギュレータを適
用することによって、実装領域が削減でき、かつ簡略化
できる。
【００１６】本発明の請求項４では、比較・スイッチン
グ回路内において、比較基準電圧とスイッチング基準電
圧とを共通化することによって、スイッチングレギュレ
−タの内蔵基準電圧を比較基準電圧に適用でき、かつ異
なるスイッチングレギュレータに対して回路を共通化で
きる。
グ回路内において、比較基準電圧とスイッチング基準電
圧とを共通化することによって、スイッチングレギュレ
−タの内蔵基準電圧を比較基準電圧に適用でき、かつ異
なるスイッチングレギュレータに対して回路を共通化で
きる。
【図１】本発明の１実施例を示したブロック図。
【図２】従来方式によるＡＴＣ回路図。
【図３】本発明における平滑回路の入出力電流を模式的
に示した説明図。
に示した説明図。
【図４】本発明における平滑回路図。
【図５】本発明における比較・スイッチング回路図。
１…半導体レーザ、 ２…温度検出器、 ３…ペルチェ素子、 ４…直流電源、 ５…平滑回路、 ６…比較・スイッチング回路、 ７…基準電圧、 ８…比較回路、 ９…スイッチング回路。
Claims (4)
- 【請求項１】半導体レーザと前記半導体レーザの温度を
検出する温度検出器と前記半導体レーザに発生する熱量
を授受するペルチェ素子とから構成され、前記半導体レ
ーザの温度を予め定められた値に制御する機能を有する
ＡＴＣ回路において、前記ペルチェ素子に平滑化した電
流を流す平滑回路を具備したことを特徴とするＡＴＣ回
路。 - 【請求項２】半導体レーザと前記半導体レーザの温度を
検出する温度検出器と前記半導体レーザに発生する熱量
を授受するペルチェ素子とから構成され、前記半導体レ
ーザの温度を予め定められた値に制御する機能を有する
ＡＴＣ回路において、前記温度検出器による制御電圧と
予め定められた基準電圧とを比較して、スイッチング電
流を制御する比較・スイッチング回路を具備することを
特徴とするＡＴＣ回路。 - 【請求項３】請求項２に記載の前記比較・スイッチング
回路の一部に、スイッチングレギュレータを適用するＡ
ＴＣ回路。 - 【請求項４】請求項２に記載の前記比較・スイッチング
回路内で、比較基準電圧とスイッチング基準電圧とを共
通化するＡＴＣ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP308495A JPH08191169A (ja) | 1995-01-12 | 1995-01-12 | Ａｔｃ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP308495A JPH08191169A (ja) | 1995-01-12 | 1995-01-12 | Ａｔｃ回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08191169A true JPH08191169A (ja) | 1996-07-23 |
Family
ID=11547483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP308495A Pending JPH08191169A (ja) | 1995-01-12 | 1995-01-12 | Ａｔｃ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08191169A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010129552A (ja) * | 2008-11-25 | 2010-06-10 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光素子駆動装置 |
| JP2011138879A (ja) * | 2009-12-28 | 2011-07-14 | Nec Toshiba Space Systems Ltd | デバイス設置構造 |
-
1995
- 1995-01-12 JP JP308495A patent/JPH08191169A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010129552A (ja) * | 2008-11-25 | 2010-06-10 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光素子駆動装置 |
| JP2011138879A (ja) * | 2009-12-28 | 2011-07-14 | Nec Toshiba Space Systems Ltd | デバイス設置構造 |
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