一种基于PWM控制的阵列波导光栅的温控器的制作方法

文档序号:13172718阅读:290来源:国知局

本实用新型属于温度控制器领域,特别涉及一种基于PWM控制的阵列波导光栅的温控器。



背景技术:

阵列波导光栅(AWG)是密集波分复用(DWDM)网络中的关键器件,是构建高速大容量光通信波分复用/解复用系统的关键元件。AWG利用硅基二氧化硅制作而成,二氧化硅的热光系数为正,硅的热膨胀系数也为正,当温度每上升一度时,AWG各通道波长约有0.0112纳米的增加。DWDM系统中各信道之间波长间隔很小,为了降低信道间的串扰,AWG的中心波长必须稳定。所以要让AWG长期稳定工作,进行温度控制是常规做法。

目前一些温控器采用模拟硬件PID控制方案,温度传感器NTC采样AWG实时温度值经过误差放大器后进入PID网络,分别用运算放大器计算出比例积分微分结果进行叠加,驱动DRV591控制TEC进行温控。这种系统设计比较复杂,调试难度大,生产成本高,产品一致性较差。



技术实现要素:

为了克服现有技术的缺陷,本实用新型的目的在于提供一种基于PWM控制的阵列波导光栅的温控器。

本实用新型是这样实现的:

具体地,本实用新型提供一种基于PWM控制的阵列波导光栅的温控器,其包括控制器、MOS管、加热装置、阵列波导光栅、温度传感器以及误差放大器,所述加热装置与所述温度传感器设置在所述阵列波导光栅的外部,所述控制器的输出端连接所述MOS管的输入端,所述MOS管的输出端连接所述加热装置的输入端,所述加热装置用于对所述阵列波导光栅进行加热,所述温度传感器用于采集所述阵列波胆光栅的实时温度,所述温度传感器的输出端连接所述误差放大器的输入端,所述误差放大器的输出端连接所述控制器的输入端,所述误差放大器用于对所述阵列波胆光栅的实时温度进行误差比较,并将误差值电压放大后发送至控制器,

所述控制器包括模数转换单元、数字脉冲输出单元以及三极管,所述模数转换单元接收所述误差值电压并进行模数转换后发送至所述数字脉冲输出单元,所述数字脉冲输出单元根据所述阵列波胆光栅的实时温度输出数字脉冲至所述三极管,所述三极管控制所述MOS管驱动所述加热装置对所述阵列波导光栅进行加热,实现温度控制。

优选地,所述加热装置为聚酰亚胺电热片。

优选地,所述温度传感器为NTC热敏电阻,NTC热敏电阻紧贴在所述阵列波导光栅表面,并借助于导热硅胶固定。

优选地,所述聚酰亚胺电热片电压为5V,阻值为3Ω。

优选地,所述壳体的外部设置有显示装置。

与现有技术相比,本实用新型具有以下有益效果:

本实用新型结构紧凑,成本低廉,主要的工作由控制器负责,摒弃使用大量的模拟IC,使用数字电路,这样硬件一致性很好。用上位机联调控制板,节约人力。精度也可以满足要求。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本发明的示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面,但是除非特别指出,不必按比例绘制附图。

本实用新型提供一种基于PWM控制的阵列波导光栅的温控器,如图1所示,其包括控制器1、MOS管2、加热装置3、阵列波导光栅4、温度传感器5以及误差放大器6,所述加热装置3与所述温度传感器5设置在所述阵列波导光栅4的外部,所述控制器1的输出端连接所述MOS管2的输入端,所述MOS管2的输出端连接所述加热装置3的输入端,所述加热装置3用于对所述阵列波导光栅4进行加热,所述温度传感器5用于采集所述阵列波胆光栅4的实时温度,所述温度传感器5的输出端连接所述误差放大器6的输入端,所述误差放大器6的输出端连接所述控制器1的输入端,所述误差放大器6用于对所述阵列波胆光栅4的实时温度进行误差比较,并将误差值电压放大后发送至控制器1,

所述控制器1包括模数转换单元11、数字脉冲输出单元12以及三极管13,所述模数转换单元11接收所述误差值电压并进行模数转换后发送至所述数字脉冲输出单元12,所述数字脉冲输出单元12根据所述阵列波胆光栅4的实时温度输出数字脉冲至所述三极管13,所述三极管13控制所述MOS管2驱动所述加热装置3对所述阵列波导光栅4进行加热,实现温度控制。

优选地,所述加热装置3为聚酰亚胺电热片。

优选地,所述温度传感器5为NTC热敏电阻,NTC热敏电阻紧贴在所述阵列波导光栅4表面,并借助于导热硅胶固定。

优选地,所述聚酰亚胺电热片电压为5V,阻值为3Ω。

优选地,所述壳体7的外部设置有显示装置8。

NTC温度传感器紧贴在AWG芯片上面,采用导热硅胶固定。NTC实时传导AWG的温度,送入误差放大器,经过误差数值比较后,误差值电压放大,进入控制器,控制器根据误差大小,发出PWM波形,控制MOS管的开关,MOS管打开时,聚酰亚胺电热片开始加热,MOS管关闭时其停止加热,聚酰亚胺电热片电压5V,阻值3Ω,功率约8W,它是一种电阻型加热器,非常适合加热小型的光学器件,由于控制器的脉冲PWM不停的控制MOS管的动作,所以温控很灵敏,精度达到±0.2℃,满足AWG正常工作要求的±1℃的稳定值。

与现有技术相比,本实用新型具有以下有益效果:

本实用新型结构紧凑,成本低廉,主要的工作由控制器负责,摒弃使用大量的模拟IC,使用数字电路,这样硬件一致性很好。用上位机联调控制板,节约人力。精度也可以满足要求。

最后应说明的是:以上所述的各实施例仅用于说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换;而这些修改或替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

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