大创项目成果徐嵩吉林大学Word文档格式.docx
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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
微电子
江梓松
林哲爽
王超
电子科学与技术
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。
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。
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- 关 键 词:
- 项目 成果 吉林大学