大创项目开发成效结果徐嵩吉林大学.docx

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大创项目开发成效结果徐嵩吉林大学

高精度蝶形激光器的研制

项目成果介绍

项目编号

2014C51166

姓名

学院

年级

专业

项目负责人

徐嵩

电子科学与工程学院

2012级

电子信息工程

参加人

于道江

电子科学与工程学院

2012级

微电子

参加人

江梓松

电子科学与工程学院

2012级

微电子

参加人

林哲爽

电子科学与工程学院

2012级

电子科学与技术

参加人

王超

电子科学与工程学院

2012级

微电子

项目成果介绍：

半导体激光器是一种新型光源，具有结构简单，体积小、寿命长、易于调制等优点，在通信、光学数据存储、医疗、生命科学研究以及军事方面得到了广泛的应用。

然而目前的半导体激光器由于设计、材料、工艺等方面的原因，器件很容易损坏，国外的一些性能较好的激光器驱动装置价格昂贵。

另一方面，半导体激光器的广泛应用要求驱动电源也要不断地发展和完善。

由于半导体激光器属于超高功率密度器件，要有很高的电流和电压的稳定度。

然而目前市面上卖的一般的激光器驱动装置精度不高，很难达到某些应用方面的需求。

本激光器驱动器改进了以往激光器容易损坏的缺点，增加了浪涌保护电路；并且对激光器的温度实时的监测，通过半导体制冷片对激光器温度进行控制。

整个系统通过PID算法进行控制，使电流控制的更稳。

以STM32作为核心处理器，负责D/A的输出。

采样电路采集实际输出电流值，再经过AD（ADS1256）转换送回处理器，与预置电流值进行比较并通过适当的控制算法，调整输出电流值使其与设定电流值相等，从而构成闭环控制系统。

具有过流保护并声光报警，输出电流测量和数字显示功能，并且在启动之前能进行负载开路检测。

具有软件启动和掉电保持，可存储掉电前设定的值，下次上电时可按照掉电时最后的电流值工作。

软件自动在FLASH中取出上次关闭电源时的电流值，并自动控制输出电流步进增至该电流值。

系统恢复上次关闭电源时的工作状态。

输入电压经过DC/DC转换电路后输出，为整个系统提供电源。

单片机系统完成人机交互功能，通过键盘设定输出的电流值。

整个系统通过16位DA实现电流在0-3000mA之间任意设定调节，步进可达到1mA；外围电路通过接口键盘，具有设定值调整、微调调整功能，中文LCD可同时显示设定值。

1.对蝶形激光器LC96P进行研究。

2.绘制系统总体电路图

3.用Multisim对电路进行了仿真

4.用cadence对电路进行了仿真

5.用altiumdegigner完成模拟部分电路板的绘制

6.对场效应管进行测试

7.对康铜丝与功率电阻进行测试

8.完成了PID程序设计

9.设计并制作TEC温度控制板电路

10.设计STM32控制程序

11.绘制STM32电路板

12.绘制整体控制电路板

项目应用情况及创新性:

对于电源节能最重要的性能之一就是效率，本系统设计在保证完成各项功能的同时充分考虑如何来提高效率。

电流实际输出值和设置值之间存在微小误差。

DAC转换芯片本身具有一定的非线性误差，造成输出电流具有微弱的偏差。

为了克服这个问题，制造出非常精密的激光器驱动器，需要反复的试验，通过合适的控制程序，实现较高的精度。

通过合适的电路使输出电流范围要尽可能的大、电流调整率要尽可能的小、负载调整率要尽可能的小、整机效率要尽可能的低、在满足负载调整率的情况下，能带动负载阻值大。

电流控制的稳，高精度，数字控制，断电保护，开路检测，PID控制算法，精确的温度控制。

项目组成员的收获及心得体会：

值此大创完成之际，对在这一年中给予我指导、帮助和关心的老师、同学和亲人了表示万分的感谢!

这一年时间一晃而过，回看这一年我学到了很多。

我深深的感谢我的导师秦冠仕教授，在大创刚开始的时候就给我讲了很多，让我对本科的学习生活很了深刻的认识，对我的学习和生活老师都给予了很大的帮助。

老师严谨的教学态度、勤劳的工作和悉心的指导一直都在影响这我。

我非常庆幸能够在本科的学习阶段遇到这样一位知识渊博、治学严谨的导师。

即使老师工作很繁忙，依然给了我很多的指导。

在这三年中秦老师对我的课题的确立和完善给予了很多中肯的建议，让我在研究的道路是走的更远。

在此，我怀着诚挚的敬意向老师说一声：

“谢谢您!

”

其次，对于集成光电子的全体老师我表示深深的感谢，他们渊博的知识开阔了我的视眼，让我更加努力的学习。

在一年里，有很多的师兄和师姐都给予了我很多帮助，他们帮助我克服了很多研究过程中遇到的问题，给了我很多的指导。

同时，我还在感谢同班的同学们，是他们陪我一起学习和研究。

最后，我特别感谢一下我的父母，他们抚养教育了我，让我体会到了母爱如丝，父爱如禅，我所取得成绩都离不开他们无私的奉献。