基于A(yíng)DN8831的光器件溫度控制中的應用介紹

　　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(diǎn)是可靠性高。比例調節的作用是按比例反應系統的偏差，一旦系統有偏差，比例調節立即產(chǎn)生作用以減小系統偏差。比例作用大可加快系統調節，但過(guò)大的比例系數會(huì )到導致系統的不穩定。積分調節的作用是使系統消除穩態(tài)誤差，提高系統的準確度，但同時(shí)也會(huì )導致系統的響應變慢。微分調節的作用是反應系統偏差信號的變化率，能預見(jiàn)偏差信號的變化趨勢，因此能產(chǎn)生超前的控制作用，改變系統的動(dòng)態(tài)性能。在實(shí)際調節過(guò)程中應注意折中超調和快速響應的問(wèn)題，當超調較嚴重時(shí)，應適當減小比例系數、增加積分時(shí)間、減小微分時(shí)間，響應速度慢時(shí)，調節方法與上面相反。

　　ADN8831作為H橋的驅動(dòng)器工作在線(xiàn)性、開(kāi)關(guān)兩種模式下，線(xiàn)性模式下效率雖然很低但減小了外圍器件的體積，開(kāi)關(guān)模式則恰好相反，因此這種設計達到互補的效果。

　　第五部分是由四個(gè)功率MOSFET組成的H橋驅動(dòng)電路。H橋是分別由兩個(gè)P型、N型功率MOSFET對和TEC組成的。四個(gè)MOSFET組成H的4條垂直腿，而TEC組成H的橫杠，TEC相當于一個(gè)阻值很小的電阻，如圖4所示。當ADN8831驅動(dòng)Q1、Q3導通時(shí)，電流沿 的方向流過(guò)TEC，TEC的冷端變成熱端放出熱量對目標物體加熱，Q2、Q4導通時(shí)，電流沿 的方向流過(guò)TEC，此時(shí)目標物體被制冷。切斷任意對角線(xiàn)上的兩個(gè)MOSFET的開(kāi)關(guān)信號使電流沿單方向流過(guò)TEC，此時(shí)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橋結構

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

時(shí)也會(huì )帶來(lái)EMI的影響，因此在系統設計時(shí)應綜合考慮這些因素。

　　2.ADN8831的應用

　　基于MEMS（微機電系統）的F-P（法布里-珀羅）腔可調諧光濾波器（TOF），由于構成其腔長(cháng)度的支撐材料具有一定的熱膨脹系數，因此當環(huán)境溫度變化時(shí)，腔長(cháng)會(huì )隨著(zhù)溫度的變化而發(fā)生變化，這樣TOF的中心波長(cháng)就會(huì )發(fā)生漂移，最終會(huì )影響信號波的鎖定。另外，利用溫度對中心波長(cháng)的影響，可以通過(guò)控制TOF的工作溫度使起始波長(cháng)漂移到系統所要求的波長(cháng)范圍，這樣通過(guò)溫度控制克服了工藝過(guò)程中起始波長(cháng)難以控制的問(wèn)題。

　　基于G-T（Gires-Tournois）標準具的多波長(cháng)可調諧色散補償器（TDC），利用G-T標準具，使光信號中不同的光譜分量所傳輸的光程差不同，產(chǎn)生周期性的色散補償效果。影響光程差的因素有標準具諧振腔的折射率、腔長(cháng)、入射角，當改變G-T腔的溫度時(shí)，折射率和腔長(cháng)的變化會(huì )造成光程差的改變，使得色散曲線(xiàn)發(fā)生平移，從而實(shí)現色散的調節。此時(shí)利用材料的溫度特性，只要溫度控制精度高、響應時(shí)間快就可以設計出可動(dòng)態(tài)補償的TDC。