[发明专利]一种改进型热电冷却器控制方法

说明书

技术领域

本发明属于光通信领域，尤其涉及一种改进型热电冷却器控制方法。

背景技术

在高速、长距离的光通信应用领域中，通常使用温度稳定性较高的电吸收调制激光器(Eroabsorption Modulated Laser，简写为：EML)。EML激光器的输出波长、电流阈值、最大输出功率和最小功率的波动都直接受工作温度的影响。因此，对于使用了电吸收调制激光器的光模块来说，温度控制的精度和可靠性尤为重要。通常采用体积小且易于控制的热电制冷器(Thermo Electric Cooler，简写为：TEC)作为制冷和加热器件，并采用高精度的负温度系数热敏电阻(Negative Temperature Coefficient，简写为：NTC)作为温度传感器，以微控制(Micro ControllerUnit，简写为：MCU)为控制核心，对EML激光器进行温度控制。传统的TEC控制多使用数字式PI控制算法，当前温度与目标温度的差值通过PI算法计算出当前需要调整的数字模拟转换器(Digital To Analog Converter，DAC)值，从而实现对激光器温度的控制。这种方法不可避免的会产生超调(如图2所示)，尤其是在高温下启动光模块，TEC将激光器温度从很高的值降低到预设值或者从很低的值升高到预设值，短时间内可能会造成TEC工作电流过大而损坏光模块。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种改进型热电冷却器控制方法，以解决现有技术超调的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种改进型热电冷却器控制方法，所述方法包括以下步骤：

温度传感器3检测光发射次模块1的温度值M，并将检测到的温度值M发送给微控制器2；微控制器2将接收到的温度值M和预设的目标值R进行比较，将比较结果作为PI温度控制算法的计算因子，计算的结果将由微控制器2传递给热电制冷器TEC4，从而生成TEC正向控制电流或者TEC反向控制电流；所述TEC正向控制电流或者TEC反向控制电流能够控制光发射次模块1进行制冷或者加热；微控制器2在确认所述计算的结果达到TEC4所能生成控制电流的最大值时，暂停PI温度控制，并直接输出最大控制电流；当温度值M和预设的目标值R的比较结果出现反向值时，启动PI温度控制，并根据PI温度控制计算结果输出控制电流。

本发明实施例提供的一种改进型热电冷却器控制方法的有益效果包括：

本发明实施例通过分析PI温度控制算法的后延特性，即无法及时的调整和纠正工作状态，还需要经过一段时间的反复调整才能矫正到目标值；以及分析TEC工作时存在有最大控制电流的限制因素。从而在需要TEC输出最大控制电流时，暂停PI温度控制算法直接控制TEC输出最大控制电流的方法，不仅有效降低极端温度下TEC控制产生的超调现象，而且能够通过减少PI温度控制计算来提高微控制器的工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的适用于一种改进型热电冷却器控制方法的装置结构示意图；

图2是本发明实施例提供的属于现有技术的一种极端温度下TEC控制产生的超调波形示意图；

图3是本发明实施例提供的一种改进型热电冷却器控制方法流程图；

图4是本发明实施例提供的现有PI温控算法的流程；

图5是本发明实施例提供的一种改进型热电冷却器控制方法流程图；

图6是本发明实施例提供的改进后的一种极端温度下TEC控制产生温度波形示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。