CN104348082A

CN104348082A - 一种电吸收调制激光器的tec启动电路

Info

Publication number: CN104348082A
Application number: CN201310343841.8A
Authority: CN
Inventors: 熊志刚; 方华
Original assignee: Shenzhen Neo Photonic Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Neo Photonic Technology Co Ltd
Priority date: 2013-08-08
Filing date: 2013-08-08
Publication date: 2015-02-11

Abstract

本发明提供一种电吸收调制激光器的TEC启动电路，包括：一电源电路、一TEC控制电路、一集成了一TEC和一热敏电阻NTC的激光器、一TEC闭环反馈电路，位于所述电源电路输出端和TEC控制电路的电源输入端之间还设有一电流缓冲电路，该电路包括：一P-MOS管，第一电容、第二电容和一第五电阻，所述P-MOS管源极S与电源电路的输出端和第一电容的一端连接，该电容另一端与P-MOS管栅极G连接并通过第五电阻接地；所述P-MOS管的漏极D与TEC控制电路的电源输入端相连，同时通过第二电容接地。由于P-MOS管，第一电容、第二电容和第五电阻组成的电流缓冲电路，元器件成本低，能较好地抑制TEC控制电路引起的浪涌电流对电吸收调制激光器产生的影响，提高了激光器的工作稳定性。

Description

一种电吸收调制激光器的TEC启动电路

技术领域

本发明涉及一种电吸收调制激光器EML(Electro-absorption Modulated Laser)，尤其涉及一种电吸收调制激光器的TEC启动电路。

背景技术

在SFP+(Enhanced Small Form Factor Pluggable Module)、XFP(10 Gigabit Small Form Factor Pluggable Module)模块的长距离传输中，需要使用电吸收调制激光器来满足长距离传输性能。由于EML激光器的输出波长、电流阈值、最大输出功率和最小功率的波动都会受到激光器的工作温度影响，所以EML激光器内部都集成了一热电制冷器TEC(Thermo Electric Cooler)和一高精度负温度系数的热敏电阻NTC(Negative Temperature Coefficient)，通过闭环反馈回路电路保证激光器工作在稳定的工作温度点上，从而保证激光器的传输性能。如图1所示的电吸收调制激光器的TEC启动电路，包括一电源电路10、一TEC控制电路20、一集成了一TEC和一热敏电阻NTC的激光器30、一TEC闭环反馈电路40，其中，TEC控制电路20，包括：第一、二DC-DC电路21、22，两电路分路经第一、第二滤波电路滤波输出端与激光器30内集成热电制冷器TEC31的TEC-和TEC+两个引脚连接。其工作原理：电源电路10为TEC控制电路20提供3.3V的工作电压，第一、二DC-DC电路21、22分别经第一、第二滤波电路滤波后为激光器30内的热电制冷器TEC31的TEC-和TEC+两个引脚分别提供不同的电压，使得热电制冷器TEC产生正向或者反向的电流，热电制冷器TEC31再根据电流方向为激光器30加热或者制冷。当激光器30的工作温度偏高时，激光器30内部的NTC电阻32的阻值就会变小，由此TEC闭环反馈电路40提供一个电压变大的信号给TEC控制电路20内部的闭环控制电路23，该电路使第二DC-DC电路22的电压比第一DC-DC电路21的电压高，使流经激光器30内部TEC的电流方向由TEC+流向TEC-，激光器30的内部的TEC31会迫使激光器30的工作温度下降，保持激光器30的工作温度稳定。反之，当激光器30的工作温度偏低时，激光器30内部的NTC电阻32的阻值就会变大，于是TEC闭环反馈电路40提供一个电压变小的信号给TEC控制电路20内部的闭环控制电路23，TEC控制电路20内部的闭环控制电路23使TEC控制电路20内部的第二DC-DC电路22的电压比第一DC-DC电路21的电压低，使流经激光器30内部TEC31的电流方向由TEC-流向TEC+，激光器30的内部的TEC31会迫使激光器30的工作温度升高，保持激光器30的工作温度稳定。

TEC控制电路20内部的参考电源V_Ref经过电阻R1、电阻R2和电阻R3、电阻R4分别分压，分压后分别提供给TEC控制电路20内部的输出限流电路24及输出限压电路25，用于设定TEC控制电路20的最大输出电流及最大输出电压，TEC控制电路20内部的电流检测电路及电压监控电路保证使激光器30内部的TEC31工作在安全的电压和电流内，以保护激光器30内部的TEC31不被损坏。

由于TEC控制电路20内部的第一DC-DC电路21和第二DC-DC电路22是属于硬开关的直流开关电源电路，以及负载又是直流电阻只有几个欧姆的TEC31，而内部的这些电路从上电到建立一个稳态又还需要一些时间，这样上电瞬间就有产生一个比较大的电压差加载在激光器30内部的TEC31上，而TEC31的直流电阻值比较小，于是流经TEC31上的电流就会瞬间增大很多，导致模块在上电瞬间的时候产生很大的浪涌电流，严重超出了SFP+和XFP模块性能要求。目前，业内普遍采用高性能TEC控制电路20芯片——美国公司美信MAX8520/MAX8521芯片，通过采取人为的把TEC控制电路20内部的输出电流电路24和输出限压电路25的设置值都变小，使TEC控制电路20的输出电压和电流都减小，仍然不能抑制模块上电瞬间所产生的浪涌电流。

发明内容

为克服以上缺点，本发明提供一种能有效抑制启动电流浪涌的电吸收调制激光器的TEC启动电路。

为达到以上发明目的，本发明提供一种电吸收调制激光器的TEC启动电路，包括：一电源电路、一TEC控制电路、一集成了一TEC和一热敏电阻NTC的激光器、一TEC闭环反馈电路，位于所述电源电路输出端和TEC控制电路的电源输入端之间还设有一电流缓冲电路，该电路包括：一P-MOS管，第一电容、第二电容和一第五电阻，所述P-MOS管源极S与电源电路的输出端和第一电容的一端连接，该电容另一端与P-MOS管栅极G连接并通过第五电阻接地；所述P-MOS管的漏极D与TEC控制电路的电源输入端相连，同时通过第二电容接地。

所述第一电容的取值0.1uF～4.7uF 。

所述第二电容的取值10uF～47uF 。

所述第五电阻的取值510KΩ～2000KΩ 。

所述电源电路取值3.3V 。

上述电吸收调制激光器的TEC启动电路中，由于在电源电路输出端和TEC控制电路的电源输入端之间增加由P-MOS管，第一电容、第二电容和第五电阻组成的电流缓冲电路，元器件成本低，能较好地抑制TEC控制电路引起的浪涌电流对电吸收调制激光器产生的影响，提高了激光器的工作稳定性。

附图说明

图1表示现有技术电吸收调制激光器的TEC启动电路原理图；

图2表示本发明电吸收调制激光器的TEC启动电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本发明最佳实施例。

如图2所示的电吸收调制激光器的TEC启动电路，包括：一电源电路10、一TEC控制电路20、一集成了一TEC31和一热敏电阻NTC32的激光器30、一TEC闭环反馈电路40，位于电源电路10输出端和TEC控制电路20的电源输入端之间还设有一电流缓冲电路50，该电路包括：一P-MOS管51，第一电容C1、第二电容C2和一第五电阻R5， P-MOS管51源极S与电源电路10的输出端和第一电容C1的一端连接，该电容C1另一端与P-MOS管51栅极G连接并通过第五电阻R5接地；P-MOS管51的漏极D与TEC控制电路20的电源输入端相连，同时通过第二电容C2接地。其中，第一电容C1的取值0.1uF～4.7uF ；第二电容C2的取值10uF～47uF；第五电阻R5的取值510KΩ～2000KΩ；电源电路10取值3.3V 。当外部电源经过模块的电源电路10后，输出的电压经过电流缓冲电路50内部的第一电容C1与第五电阻R5组成的微分电路来控制P-MOS管51的开启状态，刚上电的初始状态由于第一电容C1、第五电阻R5组成的微分电路，在第五电阻R5与P-MOS管51栅极G相连的一端会产生一个尖峰脉冲电压，此尖峰脉冲电压由电源电压随着第一电容C1两端的电压逐渐充满而使得第一电容C1的阻抗变的很大时，在第五电阻R5与P-MOS管51栅极G相连的地方形成的电压就会越来越小，接近地电位的电压，这个电压的变化过程会使P-MOS管51从关断状态缓慢的变化为导通状态，直至P-MOS管51完全导通。P-MOS管51在导通的过程中，导通电阻逐渐由大变小，P-MOS管51的导通电阻与第二电容C2形成一个可变的RC滤波电路，使TEC控制电路20上的电源电压缓慢上升，TEC控制电路20内部电路的工作状态逐步趋于稳态，由于电压是缓慢上升的，即使TEC控制电路20内部电路还没有趋于稳定，其输出幅度由于电压比较低，不会出现大的输出幅度导致很大的浪涌电流产生，从根本上很好的克服了TEC控制电路20上电瞬间输出较大变化幅度的浪涌电流。

上述电吸收调制激光器的TEC启动电路中，由于在电源电路输出端和TEC控制电路20的电源输入端之间增加由P-MOS管51，第一电容C1、第二电容C2和第五电阻R5组成的电流缓冲电路，元器件成本低，能较好地抑制TEC控制电路引起的浪涌电流对电吸收调制激光器产生的影响，提高了激光器的工作稳定性。

Claims

1.一种电吸收调制激光器的TEC启动电路，包括：一电源电路（10）、一TEC控制电路（20）、一集成了一TEC（31）和一热敏电阻NTC（32）的激光器（30）、一TEC闭环反馈电路（40），其特征在于，位于所述电源电路（10）输出端和TEC控制电路（20）的电源输入端之间还设有一电流缓冲电路（50），该电路包括：一P-MOS管（51），第一电容（C1）、第二电容（C2）和一第五电阻（R5），所述P-MOS管（51）源极S与电源电路（10）的输出端和第一电容（C1）的一端连接，该电容（C1）另一端与P-MOS管（51）栅极G连接并通过第五电阻（R5）接地；所述P-MOS管（51）的漏极D与TEC控制电路（20）的电源输入端相连，同时通过第二电容（C2）接地。

2.根据权利要求1所述的电吸收调制激光器的TEC启动电路，其特征在于，所述第一电容（C1）的取值0.1uF～4.7uF 。

3.根据权利要求2所述的电吸收调制激光器的TEC启动电路，其特征在于，所述第二电容（C2）的取值10uF～47uF 。

4.根据权利要求3所述的电吸收调制激光器的TEC启动电路，其特征在于，所述第五电阻（R5）的取值510KΩ～2000KΩ 。

5.根据权利要求4所述的电吸收调制激光器的TEC启动电路，其特征在于，所述电源电路（10）取值3.3V 。