一种便携式的多功能SLD数字测控系统设计
2.4.1 静电保护电路
将一个接触电阻很小的继电器与SLD并联在一起构成短路保护开关。在SLD不进行工作时开关闭合,这样未开机时,SLD两端的电极被短接,从而实现了防止静电击穿的功能。在实际应用中,除了常闭开关外,在SLD的两个电极并联一个二极管,防止器件由于极性接反而损坏;还在SLD的阳极和阴极之间并连一个电容,这个电容不但可以限制SLD两端电压突变,还可以滤除SLD驱动电流上的高频干扰电流。
2.4.2 限幅电路
每个SLD都有安全工作电流范围,如果电流超过此范围,SLD将会损坏,因此必须将SLD的工作电压限制在给定的范围内。限幅电路的设计基于比较器原理。图4所示为设计的限幅保护电路,主要由集成运放UA,仪表放大器UB和二极管D1组成。本文引用地址:https://www.eepw.com.cn/article/170613.htm
工作时,输入电压UI作用于驱动电路,并将流过SLD的电流经过取样电阻进行I-V转换后由UB采样得到取样电阻的压差Usample,由式(1)可知U1=Usample,将其与限幅电路的上限值进行比较。当输入电压UI值小于设定值USET时,UA输出UO1>0,所以D1截止,UI直接作用在驱动电路上;当输入电压值UI于设定值USET时,UA输出UO10,所以D1导通,输入电压UI被下拉至USET,从而实现了限幅保护的功能。
USET为保护电路的上限电压值,限幅电路的电压传输特性如图5所示。
3 温度控制模块设计
环境温度的变化会对SLD的工作稳定性产生影响,为了使SLD输出功率稳定必须使其工作温度恒定。温度控制的核心器件采用ADN8830集成温度控制器,该芯片体积小,噪声低,可提供双向温控电流独立驱动TEC,长时间控制精度可达士0.01℃,并且具有限流保护和温度设定功能。温度控制的执行机构为SLD内部集成的半导体致冷器又称热电制冷器(Thermo Electric Cooler,TEC),温度传感器则是其内部集成的热敏电阻(NTC)。温度控制模块原理如图6所示。
由微控制器的DAC1产生温度控制电压连接至ADN8830的温度设定端,可设定器件的工作温度。通过向TEC提供双向的驱动电流来控制TEC的加热和制冷作用,当SLD管芯温度变化时,NTC感测温度的变化并将温度的变化转换为电信号,该信号经过反馈网络返回ADN8830。ADN8830通过自身的内部补偿网络调整输入TEC电漉的方向和大小,形成闭环控制过程,从而达到温度的恒定。
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