一種便攜式的多功能SLD數(shù)字測控系統(tǒng)設計
2.4.1 靜電保護電路
將一個接觸電阻很小的繼電器與SLD并聯(lián)在一起構成短路保護開關。在SLD不進行工作時開關閉合,這樣未開機時,SLD兩端的電極被短接,從而實現(xiàn)了防止靜電擊穿的功能。在實際應用中,除了常閉開關外,在SLD的兩個電極并聯(lián)一個二極管,防止器件由于極性接反而損壞;還在SLD的陽極和陰極之間并連一個電容,這個電容不但可以限制SLD兩端電壓突變,還可以濾除SLD驅動電流上的高頻干擾電流。
2.4.2 限幅電路
每個SLD都有安全工作電流范圍,如果電流超過此范圍,SLD將會損壞,因此必須將SLD的工作電壓限制在給定的范圍內。限幅電路的設計基于比較器原理。圖4所示為設計的限幅保護電路,主要由集成運放UA,儀表放大器UB和二極管D1組成。本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/170613.htm
工作時,輸入電壓UI作用于驅動電路,并將流過SLD的電流經過取樣電阻進行I-V轉換后由UB采樣得到取樣電阻的壓差Usample,由式(1)可知U1=Usample,將其與限幅電路的上限值進行比較。當輸入電壓UI值小于設定值USET時,UA輸出UO1>0,所以D1截止,UI直接作用在驅動電路上;當輸入電壓值UI于設定值USET時,UA輸出UO10,所以D1導通,輸入電壓UI被下拉至USET,從而實現(xiàn)了限幅保護的功能。
USET為保護電路的上限電壓值,限幅電路的電壓傳輸特性如圖5所示。
3 溫度控制模塊設計
環(huán)境溫度的變化會對SLD的工作穩(wěn)定性產生影響,為了使SLD輸出功率穩(wěn)定必須使其工作溫度恒定。溫度控制的核心器件采用ADN8830集成溫度控制器,該芯片體積小,噪聲低,可提供雙向溫控電流獨立驅動TEC,長時間控制精度可達士0.01℃,并且具有限流保護和溫度設定功能。溫度控制的執(zhí)行機構為SLD內部集成的半導體致冷器又稱熱電制冷器(Thermo Electric Cooler,TEC),溫度傳感器則是其內部集成的熱敏電阻(NTC)。溫度控制模塊原理如圖6所示。
由微控制器的DAC1產生溫度控制電壓連接至ADN8830的溫度設定端,可設定器件的工作溫度。通過向TEC提供雙向的驅動電流來控制TEC的加熱和制冷作用,當SLD管芯溫度變化時,NTC感測溫度的變化并將溫度的變化轉換為電信號,該信號經過反饋網(wǎng)絡返回ADN8830。ADN8830通過自身的內部補償網(wǎng)絡調整輸入TEC電漉的方向和大小,形成閉環(huán)控制過程,從而達到溫度的恒定。
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