基于ADN8831的光器件溫度控制中的應(yīng)用介紹

　　第三部分是補償網(wǎng)絡(luò)。該補償網(wǎng)絡(luò)采用硬件PID（比例—積分—微分）控制，由運放、電阻、電容組成，它的優(yōu)點是可靠性高。比例調(diào)節(jié)的作用是按比例反應(yīng)系統(tǒng)的偏差，一旦系統(tǒng)有偏差，比例調(diào)節(jié)立即產(chǎn)生作用以減小系統(tǒng)偏差。比例作用大可加快系統(tǒng)調(diào)節(jié)，但過大的比例系數(shù)會到導(dǎo)致系統(tǒng)的不穩(wěn)定。積分調(diào)節(jié)的作用是使系統(tǒng)消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高系統(tǒng)的準(zhǔn)確度，但同時也會導(dǎo)致系統(tǒng)的響應(yīng)變慢。微分調(diào)節(jié)的作用是反應(yīng)系統(tǒng)偏差信號的變化率，能預(yù)見偏差信號的變化趨勢，因此能產(chǎn)生超前的控制作用，改變系統(tǒng)的動態(tài)性能。在實際調(diào)節(jié)過程中應(yīng)注意折中超調(diào)和快速響應(yīng)的問題，當(dāng)超調(diào)較嚴(yán)重時，應(yīng)適當(dāng)減小比例系數(shù)、增加積分時間、減小微分時間，響應(yīng)速度慢時，調(diào)節(jié)方法與上面相反。

　　ADN8831作為H橋的驅(qū)動器工作在線性、開關(guān)兩種模式下，線性模式下效率雖然很低但減小了外圍器件的體積，開關(guān)模式則恰好相反，因此這種設(shè)計達(dá)到互補的效果。

　　第五部分是由四個功率MOSFET組成的H橋驅(qū)動電路。H橋是分別由兩個P型、N型功率MOSFET對和TEC組成的。四個MOSFET組成H的4條垂直腿，而TEC組成H的橫杠，TEC相當(dāng)于一個阻值很小的電阻，如圖4所示。當(dāng)ADN8831驅(qū)動Q1、Q3導(dǎo)通時，電流沿 的方向流過TEC，TEC的冷端變成熱端放出熱量對目標(biāo)物體加熱，Q2、Q4導(dǎo)通時，電流沿 的方向流過TEC，此時目標(biāo)物體被制冷。切斷任意對角線上的兩個MOSFET的開關(guān)信號使電流沿單方向流過TEC，此時ADN8831可以控制除TEC外的加熱源，如加熱片、大功率電阻等。

　　圖4,TEC控制的H橋結(jié)構(gòu)

　　第六部分是LC濾波電路。為了提高TEC溫度的穩(wěn)定性，流過TEC的紋波電流應(yīng)盡可能的小，在H橋之后必須加LC濾波電路濾除PWM的開關(guān)頻率以達(dá)到穩(wěn)定TEC電壓的目的。高的開關(guān)頻率雖然減小了電感、電容的體積，但同

時也會帶來EMI的影響，因此在系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)綜合考慮這些因素。

　　2.ADN8831的應(yīng)用

　　基于MEMS（微機電系統(tǒng)）的F-P（法布里-珀羅）腔可調(diào)諧光濾波器（TOF），由于構(gòu)成其腔長度的支撐材料具有一定的熱膨脹系數(shù)，因此當(dāng)環(huán)境溫度變化時，腔長會隨著溫度的變化而發(fā)生變化，這樣TOF的中心波長就會發(fā)生漂移，最終會影響信號波的鎖定。另外，利用溫度對中心波長的影響，可以通過控制TOF的工作溫度使起始波長漂移到系統(tǒng)所要求的波長范圍，這樣通過溫度控制克服了工藝過程中起始波長難以控制的問題。

　　基于G-T（Gires-Tournois）標(biāo)準(zhǔn)具的多波長可調(diào)諧色散補償器（TDC），利用G-T標(biāo)準(zhǔn)具，使光信號中不同的光譜分量所傳輸?shù)墓獬滩畈煌?，產(chǎn)生周期性的色散補償效果。影響光程差的因素有標(biāo)準(zhǔn)具諧振腔的折射率、腔長、入射角，當(dāng)改變G-T腔的溫度時，折射率和腔長的變化會造成光程差的改變，使得色散曲線發(fā)生平移，從而實現(xiàn)色散的調(diào)節(jié)。此時利用材料的溫度特性，只要溫度控制精度高、響應(yīng)時間快就可以設(shè)計出可動態(tài)補償?shù)腡DC。