CN105790065A - 一种可远程调控的多波长可调谐ld驱动电源***及其工作方法 - Google Patents

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卓壮
王志浩
王云征
郭松振
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    • H01S5/02415—Active cooling, e.g. the laser temperature is controlled by a thermo-electric cooler or water cooling by using a thermo-electric cooler [TEC], e.g. Peltier element

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Abstract

一种可远程调控的多波长可调谐LD驱动电源***，包括单片机控制***、半导体制冷***、电流驱动***、无线模块、上位机***、触控彩色液晶屏；所述电流驱动***通过数模转换与所述单片机控制***相连；所述单片机控制***控制半导体制冷***对外接LD进行温度控制；所述单片机控制***通过无线模块与所述上位机***进行通信；所述单片机控制***与所述触控彩色液晶屏相连；所述电流驱动***包括多个并联的电流驱动单元，分别与外接LD连接。本发明适应于不宜于现场操作的恶劣环境。用户可以通过触控彩色液晶屏和上位机***对驱动电流的大小以及驱动模式进行控制，同时也可对LD的温度进行实时监控和精确控制。

Description

一种可远程调控的多波长可调谐LD驱动电源***及其工作方法
技术领域
本发明涉及一种可远程调控的多波长可调谐LD驱动电源***及其工作方法，属于激光驱动器的技术领域。
背景技术
固体激光器具有体积小、使用方便、输出功率大等诸多优点，在军事、医疗以及精密材料分析等领域具有广阔的应用前景。而LD驱动电源对输出的激光性质影响很大，目前的LD驱动电源主要存在以下问题：
目前，大部分的LD驱动电源为单一的连续型或者小电流脉冲型，不能进行连续与脉冲模式的切换，在一些需要两种模式切换的专用场合时，需要更换驱动电源，带来使用的不便。
目前，大部分的LD驱动电源都是根据特定的负载需求设计的。当负载改变时，LD驱动电源的参数都需要重新设计，所以适应能力差。
目前的LD驱动电源在远程控制以及智能性方面远远不够，最大驱动电流固定，不可实时调控，内部半导体制冷***的温度固定，不可实时显示与控制。在一些出于安全性考虑而需要远程控制的场合使得调节带来不便。
目前LD驱动电源多为单一负载控制，一次只能控制一个半导体激光器，在一些需要多路LD的场合则需要多个LD驱动电源，使得整个***不够简洁轻便。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种可远程调控的多波长可调谐LD驱动电源***。本发明的目的是克服现有LD驱动电源驱动模式单一、负载适应能力差、智能性以及远程调控性差、负载控制单一性等缺陷。
本发明还提供一种上述***调控的多波长可调谐LD驱动电源的方法。
本发明的技术方案如下：
一种可远程调控的多波长可调谐LD驱动电源***，包括单片机控制***、半导体制冷***、电流驱动***、无线模块、上位机***、触控彩色液晶屏；
所述电流驱动***通过数模转换与所述单片机控制***相连；
所述单片机控制***控制半导体制冷***对外接LD进行温度控制；
所述单片机控制***通过无线模块与所述上位机***进行通信；
所述单片机控制***与所述触控彩色液晶屏相连；
所述电流驱动***包括多个并联的电流驱动单元，分别与外接LD连接。
根据本发明优选的，所述电流驱动单元的型号为凌特公司的LT3743芯片。用于电流模式控制的引脚主要有三个，L、H、SEL，其中SEL引脚由数字量控制，直接由单片机控制***的I/O口进行高低态的控制；L和H引脚则需要进行模拟量控制，控制电压范围为0-1.5V，由数模转换芯片将单片机控制***I/O口的数字量转换为模拟量,对LT3743芯片进行控制。其控制模式如下：SEL引脚控制芯片的工作模式，引脚电平置低，电流驱动***处于连续工作模式，此时，最高输出电流由H引脚的电平控制，当H引脚的控制电压由0-1.5V变化时，最大驱动电流由0-25A变化，当最大驱动电流值选定后，驱动电流的变化由L引脚的电压控制，当L引脚电压由0-1.5V变化时，驱动电流在0A到最大值之间变化；SEL引脚输入为一定频率的方波信号，将L引脚置低，则***处于脉冲工作模式，脉冲电流最高点由H引脚的电压决定，其电压由0-1.5V变化时，最大电流由0-25A变化。
本发明所述***可同时对多路不同波长的LD进行驱动，每路LD的驱动模式可自由切换为连续模式和脉冲模式。半导体制冷***用于精确控制LD的温度，保证其稳定工作，采用现有技术的PID算法，将温度波动控制在0.1℃。***通过无线模块***和上位机***实现了装置的远程控制，可适应于不宜与现场操作的恶劣环境。用户可以通过触控彩色液晶屏和上位机***对驱动电流的大小以及驱动模式进行控制，同时也可对LD的温度进行实时监控和精确控制。
根据本发明优选的，所述半导体制冷***包括TEC驱动控制电路和数字温度传感器采集电路。
根据本发明优选的，所述TEC驱动控制电路的核心芯片为L298N芯片。将四片芯片并联驱动电流可达15A。
根据本发明优选的，所述无线模块为Wi-Fi模块，所述的上位机***为PC电脑或智能手机。
一种上述***调控的多波长可调谐LD驱动电源的方法，包括步骤如下：
1)通过上位机***以及触控彩色液晶屏对LD的驱动模式进行选择、对LD工作温度进行设定：所述LD的驱动模式包括连续模式和脉冲模式；
2)所述单片机控制***接收设定的LD的驱动模式，并根据对应的电流驱动单元分别执行所述设定LD的驱动模式；所述单片机控制***接收设定的LD工作温度，实时监测LD的温度，单片机控制***将实时监测LD的温度与设定的LD工作温度进行PID算法分析得到当前控制量，再将所述当前控制量以PWM调制的方式加载到TEC驱动控制电路上，控制TEC的温度；达到温度精密调控的目的；
3)当所述实时监测LD的温度大于设定的LD工作温度时，所述单片机控制***控制半导体制冷***工作，即对所述LD进行水冷降温，直至实时监测LD的温度与设定的LD工作温度一致。用户根据需求对***进行温度设定，单片机控制***将当前温度与设定温度进行PID算法分析得到当前控制量，再将控制量以PWM调制的方式加载到TEC驱动控制电路上，控制TEC的温度，达到温度精密调控的目的。
所述的半导体电流驱动***与单片机控制***相接，用于产生LD驱动电流，包括10路驱动电流输出。用户可根据需求通过触控彩色液晶屏和上位机***选择脉冲工作模式或者连续工作模式，设定驱动电流，对各路的驱动电流模式以及电流大小进行控制。所述的触控彩色液晶屏与单片机控制***相接。提供人机交互界面以显示当前各路驱动的模式以及电流值，接收用户对各路驱动电流设定；显示半导体激光器的温度值，接收用户的温度设定。所述的无线模块与上位机***以及单片机控制***相接。所述的上位机***用于***查看工作状态并对半导体制冷***和进行远程调控。
本发明的有益效果为：
1)LD驱动电源可通过触控彩色液晶屏和上位机***进行连续输出模式以及脉冲输出模式的切换，十分适合需要应用两种驱动模式的场合。
2)可以通过触控彩色液晶屏和上位机***设定各路电流驱动的最大驱动电流值，提高了对于不同负载的适应能力。
3)可通过无线网络远程监控温控***以及电流驱动***的工作状态，适用于各种不宜现场操作的恶劣环境。
4)***集成五路电流驱动，可同时控制10路LD，十分适合需要控制多路LD的场合。
附图说明
图1是本发明的可远程调控的可调谐多波长LD驱动***框图；
图2是本发明的半导体制冷***控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。
如图1、2所示。
实施例1、
一种可远程调控的多波长可调谐LD驱动电源***，包括单片机控制***、半导体制冷***、电流驱动***、无线模块、上位机***、触控彩色液晶屏；
所述电流驱动***通过数模转换与所述单片机控制***相连；
所述单片机控制***控制半导体制冷***对外接LD进行温度控制；
所述单片机控制***通过无线模块与所述上位机***进行通信；
所述单片机控制***与所述触控彩色液晶屏相连；
所述电流驱动***包括多个并联的电流驱动单元，分别与外接LD连接。
实施例2、
如实施例1所述的一种可远程调控的多波长可调谐LD驱动电源***，其区别在于，所述电流驱动单元的型号为凌特公司的LT3743芯片。
实施例3、
如实施例1所述的一种可远程调控的多波长可调谐LD驱动电源***，其区别在于，所述半导体制冷***包括TEC驱动控制电路和数字温度传感器采集电路。
实施例4、
如实施例3所述的一种可远程调控的多波长可调谐LD驱动电源***，其区别在于，所述TEC驱动控制电路的核心芯片为L298N芯片。
实施例5、
如实施例1所述的一种可远程调控的多波长可调谐LD驱动电源***，其区别在于，所述无线模块为Wi-Fi模块，所述的上位机***为PC电脑或智能手机。
实施例6、
一种如实施例1-5所述***调控的多波长可调谐LD驱动电源的方法，包括步骤如下：
1)通过上位机***以及触控彩色液晶屏对LD的驱动模式进行选择、对LD工作温度进行设定：所述LD的驱动模式包括连续模式和脉冲模式；
2)所述单片机控制***接收设定的LD的驱动模式，并根据对应的电流驱动单元分别执行所述设定LD的驱动模式；所述单片机控制***接收设定的LD工作温度，实时监测LD的温度，单片机控制***将实时监测LD的温度与设定的LD工作温度进行PID算法分析得到当前控制量，再将所述当前控制量以PWM调制的方式加载到TEC驱动控制电路上，控制TEC的温度；
3)当所述实时监测LD的温度大于设定的LD工作温度时，所述单片机控制***控制半导体制冷***工作，即对所述LD进行水冷降温，直至实时监测LD的温度与设定的LD工作温度一致。

Claims (6)

1.一种可远程调控的多波长可调谐LD驱动电源***，其特征在于，该***包括单片机控制***、半导体制冷***、电流驱动***、无线模块、上位机***、触控彩色液晶屏；
所述电流驱动***通过数模转换与所述单片机控制***相连；
所述单片机控制***控制半导体制冷***对外接LD进行温度控制；
所述单片机控制***通过无线模块与所述上位机***进行通信；
所述单片机控制***与所述触控彩色液晶屏相连；
所述电流驱动***包括多个并联的电流驱动单元，分别与外接LD连接。
2.如权利要求1所述的一种可远程调控的多波长可调谐LD驱动电源***，其特征在于，所述电流驱动单元的型号为凌特公司的LT3743芯片。
3.如权利要求1所述的一种可远程调控的多波长可调谐LD驱动电源***，其特征在于，所述半导体制冷***包括TEC驱动控制电路和数字温度传感器采集电路。
4.如权利要求3所述的一种可远程调控的多波长可调谐LD驱动电源***，其特征在于，所述TEC驱动控制电路的核心芯片为L298N芯片。
5.如权利要求1所述的一种可远程调控的多波长可调谐LD驱动电源***，其特征在于，所述无线模块为Wi-Fi模块，所述的上位机***为PC电脑或智能手机。
6.一种利用如权利要求1-5任意一项所述***调控的多波长可调谐LD驱动电源的方法，其特征在于，该方法包括步骤如下：
1)通过上位机***以及触控彩色液晶屏对LD的驱动模式进行选择、对LD工作温度进行设定：所述LD的驱动模式包括连续模式和脉冲模式；
2)所述单片机控制***接收设定的LD的驱动模式，并根据对应的电流驱动单元分别执行所述设定LD的驱动模式；所述单片机控制***接收设定的LD工作温度，实时监测LD的温度，单片机控制***将实时监测LD的温度与设定的LD工作温度进行PID算法分析得到当前控制量，再将所述当前控制量以PWM调制的方式加载到TEC驱动控制电路上，控制TEC的温度；
3)当所述实时监测LD的温度大于设定的LD工作温度时，所述单片机控制***控制半导体制冷***工作，即对所述LD进行水冷降温，直至实时监测LD的温度与设定的LD工作温度一致。
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