光纤电流互感器用半导体激光器数字驱动电路设计

发布时间：2021-10-07 04:33

　　半导体激光器的输出性能直接决定了光纤电流互感器的测量精度和长期运行稳定性。为提高光纤电流互感器的测量精度与稳定性,设计了一种高精度半导体激光器数字驱动电路。以STM32微控制器为控制核心,利用高精度电流源芯片ADN8810实现驱动电流的精密控制,同时采用集成温控芯片MAX1978通过控制半导体制冷片的工作电流实现对激光器温度的精确控制。经实验测试,其输出电流稳定度为0.028%,温度控制稳定度为0.18%,激光器输出光功率稳定度达到0.06%,输出波长稳定度为0.05pm。该设计能够满足光纤电流互感器对光源输出性能的要求。 

【文章来源】：半导体光电. 2020,41(05)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

数字驱动电路原理框图

半导体激光器输出光功率与注入电流值直接相关，选用ADI公司的12位高精密数字恒流源芯片ADN8810，其满量程输出电流高达300mA，具有低噪声、低漂移等特点。图2所示为数字恒流源电路。采用低噪声精密基准源ADR292作为ADN8810内部模数转换模块所需4.096V外部参考电压，通过VREF引脚输入。可通过设置R23和R25的阻值来限制ADN8810的最大输出电流，具体计算公式如下：

MAX1978温控电路如图3所示，采用5V电源供电，内部集成有1.5V的高精度参考电压源Vref。FREQ引脚直接接地，设置其脉宽调制的开关频率为500kHz。可通过MAXV引脚设置TEC两端的最大差分电压，以保护TEC。MAXIP引脚和MAXIN引脚分别设置TEC最大正向和负向电流值。

【参考文献】：
期刊论文
[1]半导体激光器的物理特性分析及研究[J]. 张鹏.  激光杂志. 2018(12)
[2]基于STM32的半导体激光器驱动电路设计[J]. 黄斐,周郑,郭汉明.  电子测量技术. 2018(01)
[3]高精度半导体激光器驱动电源及温控电路设计[J]. 罗亮,胡佳成,王婵媛,刘泽国.  激光技术. 2017(02)
[4]PID控制的激光器温度控制系统的设计与实现[J]. 黄戈里,秦燕燕.  激光杂志. 2016(10)
[5]光源功率对光纤电流互感器的性能影响研究[J]. 王夏霄,冯志芳,于佳,张猛,雷莉莉.  半导体光电. 2016(03)
[6]光通信系统中新型可调谐半导体激光器的设计[J]. 胡积宝,李谋平.  激光技术. 2016(02)
[7]基于MAX1978的半导体激光器温控系统设计[J]. 曹延昌,熊继军,侯庆志.  微型机与应用. 2014(18)
[8]全光纤式光学电流互感器技术及工程应用[J]. 王巍,张志鑫,杨仪松.  供用电. 2009(01)
[9]光源功率衰减对闭环光纤电流互感器变比影响研究[J]. 张朝阳,张春熹,王夏霄,刘晴晴,马宗峰.  光子学报. 2008(12)
[10]电子式互感器评述[J]. 郭志忠.  电力系统保护与控制. 2008(15)

博士论文
[1]EAST托卡马克上光纤电流传感器的研制与实验应用[D]. 薛敏敏.中国科学技术大学 2019

硕士论文
[1]舰船用全光纤电流互感器优化设计[D]. 孙旭冉.哈尔滨工业大学 2018



本文编号：3421368