大創(chuàng)項(xiàng)目成果-徐嵩-吉林大學(xué)

./高精度蝶形激光器的研制項(xiàng)目成果介紹項(xiàng)目編號(hào)2014C51166學(xué)院年級(jí)專業(yè)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人徐嵩電子科學(xué)與工程學(xué)院2012級(jí)電子信息工程參加人于道江電子科學(xué)與工程學(xué)院2012級(jí)微電子參加人江梓松電子科學(xué)與工程學(xué)院2012級(jí)微電子參加人林哲爽電子科學(xué)與工程學(xué)院2012級(jí)電子科學(xué)與技術(shù)參加人王超電子科學(xué)與工程學(xué)院2012級(jí)微電子項(xiàng)目成果介紹：半導(dǎo)體激光器是一種新型光源,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,體積小、壽命長(zhǎng)、易于調(diào)制等優(yōu)點(diǎn),在通信、光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、醫(yī)療、生命科學(xué)研究以及軍事方面得到了廣泛的應(yīng)用。然而目前的半導(dǎo)體激光器由于設(shè)計(jì)、材料、工藝等方面的原因,器件很容易損壞,國(guó)外的一些性能較好的激光器驅(qū)動(dòng)裝置價(jià)格昂貴。另一方面,半導(dǎo)體激光器的廣泛應(yīng)用要求驅(qū)動(dòng)電源也要不斷地發(fā)展和完善。由于半導(dǎo)體激光器屬于超高功率密度器件,要有很高的電流和電壓的穩(wěn)定度。然而目前市面上賣的一般的激光器驅(qū)動(dòng)裝置精度不高,很難達(dá)到某些應(yīng)用方面的需求。本激光器驅(qū)動(dòng)器改進(jìn)了以往激光器容易損壞的缺點(diǎn),增加了浪涌保護(hù)電路；并且對(duì)激光器的溫度實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè),通過半導(dǎo)體制冷片對(duì)激光器溫度進(jìn)行控制。整個(gè)系統(tǒng)通過PID算法進(jìn)行控制,使電流控制的更穩(wěn)。以STM32作為核心處理器,負(fù)責(zé)D/A的輸出。采樣電路采集實(shí)際輸出電流值,再經(jīng)過AD〔ADS1256轉(zhuǎn)換送回處理器,與預(yù)置電流值進(jìn)行比較并通過適當(dāng)?shù)目刂扑惴?調(diào)整輸出電流值使其與設(shè)定電流值相等,從而構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)。具有過流保護(hù)并聲光報(bào)警,輸出電流測(cè)量和數(shù)字顯示功能,并且在啟動(dòng)之前能進(jìn)行負(fù)載開路檢測(cè)。具有軟件啟動(dòng)和掉電保持,可存儲(chǔ)掉電前設(shè)定的值,下次上電時(shí)可按照掉電時(shí)最后的電流值工作。軟件自動(dòng)在FLASH中取出上次關(guān)閉電源時(shí)的電流值,并自動(dòng)控制輸出電流步進(jìn)增至該電流值。系統(tǒng)恢復(fù)上次關(guān)閉電源時(shí)的工作狀態(tài)。輸入電壓經(jīng)過DC/DC轉(zhuǎn)換電路后輸出,為整個(gè)系統(tǒng)提供電源。單片機(jī)系統(tǒng)完成人機(jī)交互功能,通過鍵盤設(shè)定輸出的電流值。整個(gè)系統(tǒng)通過16位DA實(shí)現(xiàn)電流在0-3000mA之間任意設(shè)定調(diào)節(jié),步進(jìn)可達(dá)到1mA；外圍電路通過接口鍵盤,具有設(shè)定值調(diào)整、微調(diào)調(diào)整功能,中文LCD可同時(shí)顯示設(shè)定值。對(duì)蝶形激光器LC96P進(jìn)行研究。2.繪制系統(tǒng)總體電路圖3.用Multisim對(duì)電路進(jìn)行了仿真用cadence對(duì)電路進(jìn)行了仿真用altiumdegigner完成模擬部分電路板的繪制對(duì)場(chǎng)效應(yīng)管進(jìn)行測(cè)試對(duì)康銅絲與功率電阻進(jìn)行測(cè)試完成了PID程序設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)并制作TEC溫度控制板電路設(shè)計(jì)STM32控制程序繪制STM32電路板繪制整體控制電路板項(xiàng)目應(yīng)用情況及創(chuàng)新性:對(duì)于電源節(jié)能最重要的性能之一就是效率,本系統(tǒng)設(shè)計(jì)在保證完成各項(xiàng)功能的同時(shí)充分考慮如何來提高效率。電流實(shí)際輸出值和設(shè)置值之間存在微小誤差。DAC轉(zhuǎn)換芯片本身具有一定的非線性誤差,造成輸出電流具有微弱的偏差。為了克服這個(gè)問題,制造出非常精密的激光器驅(qū)動(dòng)器,需要反復(fù)的試驗(yàn),通過合適的控制程序,實(shí)現(xiàn)較高的精度。通過合適的電路使輸出電流圍要盡可能的大、電流調(diào)整率要盡可能的小、負(fù)載調(diào)整率要盡可能的小、整機(jī)效率要盡可能的低、在滿足負(fù)載調(diào)整率的情況下,能帶動(dòng)負(fù)載阻值大。電流控制的穩(wěn),高精度,數(shù)字控制,斷電保護(hù),開路檢測(cè),PID控制算法,精確的溫度控制。項(xiàng)目組成員的收獲及心得體會(huì)：值此大創(chuàng)完成之際,對(duì)在這一年中給予我指導(dǎo)、幫助和關(guān)心的老師、同學(xué)和親人了表示萬(wàn)分的感!這一年時(shí)間一晃而過,回看這一年我學(xué)到了很多。我深深的感我的導(dǎo)師冠仕教授,在大創(chuàng)剛開始的時(shí)候就給我講了很多,讓我對(duì)本科的學(xué)習(xí)生活很了深刻的認(rèn)識(shí),對(duì)我的學(xué)習(xí)和生活老師都給予了很大的幫助。老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)態(tài)度、勤勞的工作和悉心的指導(dǎo)一直都在影響這我。我非常慶幸能夠在本科的學(xué)習(xí)階段遇到這樣一位知識(shí)淵博、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?dǎo)師。即使老師工作很繁忙,依然給了我很多的指導(dǎo)。在這三年中老師對(duì)我的課題的確立和完善給予了很多中肯的建議,讓我在研究的道路是走的更遠(yuǎn)。在此,我懷著誠(chéng)摯的敬意向老師說一聲："您!"其次,對(duì)于集成光電子的全體老師我表示深深的感,他們淵博的知識(shí)開闊了我的視眼,讓我更加努力的學(xué)習(xí)。在一年里,有很多的師兄和師姐都給予了我很多幫助,他們幫助我克服了很多研究過程中遇到的問題,給了