DRV592 是TI ( Texas Instruments) 公司出品的高效、大功率H 橋電源驅動集成塊,輸出電壓範圍從(cong) 2. 8 V 到5. 5 V ,最大輸出電流為(wei) 3A。DRV592 需要外部PWM觸發(兼容TTL 邏輯電平) ,內(nei) 置過流、欠壓和過熱(130 ℃) 保護和電平指示。業(ye) 界最小封裝( 9mm ×9 mm 32 腳PowerPADTM扁平封裝模式) ,具有- 40 ℃到85 ℃工業(ye) 用溫度範圍標準。值得一提的是該芯片集成了4 個(ge) 大功率MOSFET 和過載保護電路,與(yu) 采用分立元件設計(見圖3) 相比,簡化80 %的設計。並且隻需添加幾個(ge) 外部元件就能容易地構成精確的溫度控製環路用以穩定激光二極管係統。基於(yu) DRV592 的半導體(ti) TEC 的電源驅動電路見圖4。和圖3 相比,可以看到基於(yu) DRV592 的TEC 電源驅動電路設計大大簡化,並且DRV592 還有內(nei) 置過流、欠壓和過熱(130°C) 保護電平指示。引腳功能見表1。

 
　　由於(yu) 大電流開關(guan) 電路會(hui) 產(chan) 生很大的噪聲幹擾,為(wei) 減少幹擾,可適當增大開關(guan) 管的轉換時間來降低高頻開關(guan) 噪聲。雖然這會(hui) 使開關(guan) 效率降低一些,不過用這個(ge) 代價(jia) 換來噪聲的大幅度改善還是值得的。
　　另外由於(yu) TEC 具有熱慣性,改變狀態會(hui) 有一定的延遲,會(hui) 給係統引起振蕩。為(wei) 了消除振蕩,可在放大器兩(liang) 端並聯積分電路,增加延時,消除振蕩產(chan) 生。要注意的是穩定的溫度是由熱敏電阻的反饋來決(jue) 定的,因此要將TEC 與(yu) 熱敏電阻封裝在一個(ge) 模塊中,使它們(men) 緊密耦合。
　　溫度探測器的精度直接影響溫度控製的效果。
　　溫度探測電路部分與(yu) 恒流源類似,采用NTC(負溫度係數) 的熱敏電阻作為(wei) 溫度探測器。其中用陶瓷粉工藝製作的NTC 元件對溫度的微小變化有最大的電阻變化。特別是某些陶瓷NTC 在其壽命內(nei) (經適當老化) 具有0. 05 ℃穩定度。並且與(yu) 其它溫度傳(chuan) 感相比,陶瓷NTC 的尺寸特別小。然後將熱敏電阻串聯入一恒流源,對熱敏電阻兩(liang) 端電壓采樣,將溫度變換為(wei) 電信號。原理如圖5 所示。

 

溫度探測電路中采用的是TI 公司出品的CMOS單電源,低功耗雙運算放大器TLC2252 。TLC225x係列具有高輸入阻抗、微功耗、低噪音等優(you) 點,適用於(yu) 手持移動設備。在1kHz 的噪音僅(jin) 為(wei) 19nV ,是同類產(chan) 品的1/ 4。
　　1. 3 　主控製及顯示部分
　　該控製器是以AT89C51 單片機為(wei) 核心構成的,它直接控製激光器的驅動電流、溫度,並且能夠將係統當前溫度、電流大小,預設電流和預設溫度直觀準確的反映出來,而且對儀(yi) 器操作也更加方便,精確。
　　整個(ge) 單片機控製部分流程如圖6 所示,程序流程圖如圖7 所示。

 

 

 

  　恒流源的控製電壓為0V～5V ,如輸入端由8 位D/A 控製,分辨度為2. 5A ×1/ 2e8 = 0. 01A ,若采用12位D/ A ,則可精確到毫安級。熱敏電阻阻值與溫度呈非線性關係,大致為e 指數形式,因此在高溫部分,對溫度的分辨力會降低,所以A/ D 轉換器應在12 位以上才能有較好的效果。並且在單片機的ROM中組織一張熱敏電阻溫度與電壓關係表,通過查表的方法來實現對熱敏電阻采樣後進行溫度換算和對H 橋溫度控製。
　　此外, 像D/ A ,A/ D 這些器件有些需要使用- 5V電壓作參考。可以用555 芯片作方波脈衝發生器,濾掉其直流成分,在用二極管將正向電壓短路,留下的負電壓經平滑處理後得到- 5V 電壓。
　　2 　總　結
　　作者設計的激光控製器具有適應性強,輸出電流範圍大,溫度控製精度高,操作簡單直觀等優點,是一種比較可行的激光控製器方案。