Sled光源控制卡及sled光源系统的利记博彩app
【专利摘要】本实用新型公开了一种SLED光源控制卡及SLED光源系统，为解决现有技术中缺乏对SLED的温度和驱动电流进行精确控制的问题而设计。本实用新型SLED光源控制卡至少包括温度控制器、功率控制器、电源驱动器和控制接口。温度控制器检测热敏电阻以得到温度值，根据温度值控制半导体致冷器调节温度；功率控制器利用恒流信号控制功率；电源驱动器为温度控制器和功率控制器供电；控制接口用于控制温度控制器分别向SLED光源内的热敏电阻和半导体致冷器输入/输出信号，用于控制功率控制器向SLED光源内的超宽带光源输入/输出信号。本实用新型SLED光源控制卡及系统实现了对SLED的温度和驱动电流进行高精度的控制。
【专利说明】 SLED光源控制卡及SLED光源系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种SLED光源控制卡及SLED光源系统。
【背景技术】
[0002]SLED (superluminescent light-emitting diode:超福射发光二极管)光源模块是专为传感、光纤陀螺、实验室等特殊应用领域设计的超宽带光源，其辐射特性介乎半导体激光器与半导体发光二极管之间。其相对于一般的宽带光源具有输出功率高、覆盖光谱范围宽等特点。光源核心器件采用3dB带宽达40nm以上的特殊高输出功率SLED，经过独特的电路整合，可以在一个设备内放置多只SLED来达到输出谱线的平坦化。
[0003]SLED光源模块主要包括SLED超宽带光源、热敏电阻和半导体致冷器(ThermoelectricCooler)。其中,热敏电阻会因为温度变化而造成大的阻值改变,是最灵敏的温度传感器。但热敏电阻的线性度极差，并且与生产工艺有很大关系。热敏电阻体积非常小，对温度变化的响应快，对自热误差极为敏感。
[0004]由于SLED光源的输出特性，对工作温度和控制电流要求非常敏感，会随当前温度和控制电流的变化而产生波动，这对于光传感测量会带来很多不利因素，同时如果SLED温度过高或者控制电流过大，都有可能会造成SLED的损坏。
[0005]现有外围电路对热敏电阻的检测和对半导体致冷器的驱动精确度都不够高，无法很好地实现恒温恒流控制、保护SLED。
实用新型内容
[0006]本实用新型的一个目的是提出一种精确控制SLED的温度和驱动电流的SLED光源控制卡。
[0007]本实用新型的另一个目的是提出一种温度和驱动电流控制精确的SLED光源系统。
[0008]为达此目的，一方面，本实用新型采用以下技术方案:
[0009]一种SLED光源控制卡，所述控制卡至少包括温度控制器、功率控制器、电源驱动器和控制接口，其中，温度控制器检测SLED光源内的热敏电阻以得到温度值，根据所述温度值控制半导体致冷器调节温度；功率控制器利用恒流信号控制SLED光源的功率；电源驱动器为所述温度控制器和功率控制器供电；控制接口用于控制所述温度控制器分别向SLED光源内的热敏电阻和半导体致冷器输入/输出信号，用于控制所述功率控制器向SLED光源内的超宽带光源输入/输出信号。
[0010]特别是，所述温度控制器为MAX1978单片温度控制器，包括场效应晶体管、热控制环电路、纹波消除电路、以及斩波型放大器；所述MAX1978单片温度控制器通过在两个同步降压式变换稳压器输出之间连接至SLED光源内的半导体致冷器。
[0011]特别是，所述功率控制器至少包括一个运算放大器和一个达林顿晶体管；所述运算放大器的反相输入端接低电平，输出端连接至所述达林顿晶体管的基极；所述达林顿晶体管的发射极接低电平，集电极连接至SLED光源的负极端。
[0012]进一步，所述运算放大器的输出端与所述达林顿晶体管的基极之间还串接有电阻和二极管；所述运算放大器的反相输入端与低电平之间串接有采样电阻。
[0013]进一步，所述运算放大器为TLV2211型运算放大器，所述达林顿晶体管为
[0014]特别是，所述电源驱动器为PWA2405MD-3W型宽电压输入模块电源。
[0015]特别是，所述控制接口包括五个管脚，分别连接至低电平、所述温度控制器信号端、所述功率控制器信号端、以及温度反馈信号端。
[0016]另一方面，本实用新型采用以下技术方案:
[0017]一种SLED光源系统，包括SLED光源，所述系统还包括上述的SLED光源控制卡，所述SLED光源控制卡连接至所述SLED光源，用于控制所述SLED的温度和驱动电流。
[0018]本实用新型SLED光源控制卡及SLED光源系统通过高精度运算放大器控制SLED光源的功率，运用高精度温度控制器控制SLED光源的温度，从而保证SLED光源的正常工作。SLED光源控制卡采用模拟电路电压对SLED的温度和驱动电流进行高精度的控制，使工作温度可在(TC?30°C设定范围内稳定，驱动电流在20mA?2000mA设定范围内稳定，很好地满足了光纤传感系统对光源光谱分布和输出功率稳定性的需要。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型优选实施例一的结构示意图；
[0020]图2是本实用新型优选实施例一的功率控制器结构示意图；
[0021]图3是本实用新型优选实施例一的温度控制器结构示意图；
[0022]图4是本实用新型优选实施例一的控制接口结构示意图；
[0023]图5是本实用新型优选实施例一的电源驱动器结构示意图。
[0024]图中标记为:
[0025]10、温度控制器；20、功率控制器；30、电源驱动器；40、控制接口。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图并通过【具体实施方式】来进一步说明本实用新型的技术方案。
[0027]优选实施例一:
[0028]如图1所示，本优选实施例提供一种SLED光源控制卡，该SLED光源控制卡包括温度控制器10、功率控制器20、电源驱动器30和控制接口 40四个部分。
[0029]该SLED光源控制卡开启后，通过电源驱动器30为温度控制器10与功率控制器20供电。温度控制器10检测SLED光源模块内部热敏电阻得到温度值，然后控制半导体致冷器实现温度控制。功率控制器20输出恒流信号对SLED光源功率进行控制。控制接口 40用于实现将外部控制信号以及反馈信号对外的连接功能。
[0030]本SLED光源控制卡可直接连接至SLED光源，对SLED光源进行控制，尤其是可以根据外部接口信号实现对SLED光源功率以及温度的精确控制，使用方便灵活。
[0031]如图2所示，功率控制器主要由TLV2211型运算放大器、2N6039型达林顿晶体管、以及串接在运算放大器和达林顿晶体管之间的1ΚΩ电阻R4和二极管Dl组成。
[0032]TLV2211型运算放大器是单运算放大器，其特点为单电源供电，输出满摆幅电源幅度，低噪声，低输入偏置电流，极低功率，宽电源电压范围。
[0033]2N6039型达林顿晶体管是NPN型晶体管，输出功率可达4A，40W。
[0034]在功率控制器的电路中，为了得到稳定的输出，采样电阻R5为10Ω金属模精密电阻，精度达10-4，温度系数达±0.1 X 10-4/°C，分布电容低于lpF，分布电感低于I μ H。
[0035]图中，R3=10Q。
[0036]如图3所示，温度控制器主要采用MAX1978芯片。MAX1978芯片是用于帕尔贴(Peltier)热电制冷器(TEC)模块的最小、最安全、最精确的完全单片温度控制器。片内场效应管(FET)以及热控制环电路在提供高效率的同时，尽可能地减少了外部元件。500kHz/lMHz可选的开关频率和独特的纹波消除电路在降低噪声的同时，优化了元件的尺寸和效率。对内置MOSFET的开关速度进行了优化，以减少噪声和EMI。超低飘移的斩波型放大器能够维持±0.001°C的温度稳定性。直接控制输出电流，而不是电压，以消除浪涌电流。独立的加热和制冷电流和电压限制提供了最高级的TEC保护。
[0037]MAX1978芯片工作于单电源，通过在两个同步降压式变换(buck)稳压器输出之间连接TEC，能够提供±3A双极性输出以及高达6A的单极性输出。双极性工作能够实现无“死区”温度控制，以及避免了轻载电流时的非线性问题。该方案通过少许加热或制冷可避免控制系统在调整点非常接近环境工作点时的振荡。模拟控制信号精确地设置TEC电流。
[0038]通过一个斩波自稳零仪表放大器和一个高精度的积分放大器就组成一个比例积分(PI)或比例积分微分(PID)控制器。仪表放大器与外部负温度系数(NTC)或正温度系数(PTC)热敏电阻、热电偶或半导体温度传感器接口。所提供的模拟输出用来监测TEC的温度和电流。另外，独立的温度过高/过低输出，指示TEC温度何时超出正常范围。片内电压基准为热敏电阻电桥提供偏置电压。
[0039]图中，R7=80.6K Ω，R8=20K Ω，RlO=0.2 Ω，Rl 1=69.8Κ Ω，R13=105K Ω，R15=50K Ω，R16=10KQ , R17=100KQ , R18=20KQ , R19=100KQ , R20=1MQ ；C9=luF, ClO=IuF, Cl 1=4.7uF,C12=luF, C13=luF, C14=0.0luF，C15=10uF, C16=0.47uF, C17=0.047uF ；Ll=10mH, L2=10mH。
[0040]如图4所示，控制接口为5针接口，主要包括温度控制信号、功率控制信号、以及温度反馈信号。
[0041]如图5所示，电源驱动器主要采用宽电压输入的PAW2405MD-3W模块电源，隔离稳压正负双路/单路输出双列直插式封装(DIP:dual inline-pin package)DC_DC模块电源。特点为:宽输入电压，宽工作温度范围:-40°C?+85°C，隔离电压1500VDC，短路保护(自恢复)，内部贴片化设计，阻燃封装，满足UL94-V0要求，无需外加元件可直接使用，国际标准引脚方式，五面金属屏蔽，MTBF > I, 000, 000小时。
[0042]图中，Cl=IOuF, C2=0.1uF, C3=0.1uF, C4=0.1uF, C5=10uF。
[0043]优选实施例二:
[0044]本优选实施例提供一种SLED光源系统,该系统包括SLED光源和优选实施例一所述的SLED光源控制卡。SLED光源控制卡连接至SLED光源，用于控制SLED的温度和驱动电流。
【权利要求】
1.一种SLED光源控制卡，其特征在于，所述控制卡至少包括温度控制器(10)、功率控制器(20)、电源驱动器(30)和控制接口(40)，其中， 温度控制器(10)，检测SLED光源内的热敏电阻以得到温度值，根据所述温度值控制半导体致冷器调节温度； 功率控制器(20)，利用恒流信号控制SLED光源的功率； 电源驱动器(30)，为所述温度控制器(10)和功率控制器(20)供电； 控制接口(40)，用于控制所述温度控制器(10)分别向SLED光源内的热敏电阻和半导体致冷器输入/输出信号，用于控制所述功率控制器(20)向SLED光源内的超宽带光源输A /输出信号。
2.根据权利要求1所述的SLED光源控制卡，其特征在于，所述温度控制器(10)为MAX1978单片温度控制器，包括场效应晶体管、热控制环电路、纹波消除电路、以及斩波型放大器；所述MAX1978单片温度控制器通过在两个同步降压式变换稳压器输出之间连接至SLED光源内的半导体致冷器。
3.根据权利要求1所述的SLED光源控制卡，其特征在于，所述功率控制器(20)至少包括一个运算放大器和一个达林顿晶体管；所述运算放大器的反相输入端接低电平，输出端连接至所述达林顿晶体管的基极；所述达林顿晶体管的发射极接低电平，集电极连接至SLED光源的负极端。
4.根据权利要求3所述的SLED光源控制卡，其特征在于，所述运算放大器的输出端与所述达林顿晶体管的基极之间还串接有电阻和二极管；所述运算放大器的反相输入端与低电平之间串接有采样电阻。
5.根据权利要求3所述的SLED光源控制卡，其特征在于，所述运算放大器为TLV2211型运算放大器，所述达林顿晶体管为2N6039。
6.根据权利要求1所述的SLED光源控制卡，其特征在于，所述电源驱动器(30)为PWA2405MD-3W型宽电压输入模块电源。
7.根据权利要求1所述的SLED光源控制卡，其特征在于，所述控制接口(40)包括五个管脚，分别连接至低电平、所述温度控制器(10)信号端、所述功率控制器(20)信号端、以及温度反馈信号端。
8.一种SLED光源系统，包括SLED光源，其特征在于，所述系统还包括如权利要求1至7任一所述的SLED光源控制卡，所述SLED光源控制卡连接至所述SLED光源，用于控制所述SLED的温度和驱动电流。
【文档编号】H05B37/02GK203645866SQ201320680909
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年10月30日 优先权日:2013年10月30日
【发明者】陈雪松, 于东伟, 陈一平, 侯培培 申请人:北京航天易联科技发展有限公司