專利名稱：用于接收光探測器的自動溫度控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種溫度控制裝置，特別是一種用于自由空間光通信的接收光探測器的自動溫度控制裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有自由空間光通信(free space optical communication，F(xiàn)SO)接收光探測器在低溫時(如-40℃～-10℃)，性能下降很大，直接影響到系統(tǒng)相關(guān)性能。針對此問題，最常用的解決手段是低溫下對其進行加熱，使其接收光探測器的本體始終維持在常溫附近一定溫度范圍。常規(guī)會有兩種做法(1)將光探測器封裝在一個空間內(nèi)，對此空間進行整體加熱和溫度控制，這種方法由于溫度感應(yīng)裝置在空間內(nèi)，溫度控制可以比較精準，光探測器本體溫度會比較均勻，但所需加熱功率較高，配套結(jié)構(gòu)復(fù)雜。(2)加熱源緊貼光探測器加熱，采用這種方式，因為探測器本身為金屬材質(zhì)，其導(dǎo)熱性好，加熱所需功率會小一些，這種方法最主要是結(jié)構(gòu)簡單，實現(xiàn)容易。但隨著離熱源距離越遠，光探測器本體上的溫度會隨之遞減，且因溫度感應(yīng)裝置安裝位置的問題，很難對探測器本體的溫度進行精準控制。另外，由于現(xiàn)有的加熱源集中在一個局部進行加熱，可能造成局部溫度過高而損壞光探測器。
實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有的技術(shù)中，對光探測器進行溫度控制的裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，或者由于局部加熱而使光探測器局部溫度過高甚至損壞光探測器。而提供一種結(jié)構(gòu)簡單且具有高溫限制功能的自動溫度控制裝置。
為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案在于提供了一種用于接收光探測器的自動溫度控制裝置，其包括有安裝在接收光探測器上的加熱片及溫度傳感器，所述加熱片為正溫度系數(shù)熱敏電阻，其一面與光探測器連接，另一面與一電路板連接，且在該電路板上還設(shè)有相互連接的反饋控制模塊及放大驅(qū)動模塊，所述反饋控制模塊與溫度傳感器電連接。
在本技術(shù)方案中，所述加熱片靠近接收光探測器及電路板的面上分別設(shè)有一鍍層，該鍍層為錫銅箔層。
在本技術(shù)方案中，所述反饋控制模塊主要包括一比較器，該比較器的一輸入端接溫度傳感器的輸出，該比較器的另一輸出端與一由限位電阻R1和限位電阻R2組成的鉗位器的輸出端相連接。
在本技術(shù)方案中，所述放大驅(qū)動模塊主要包括有一晶體三極管，該晶體三極管的基極接所述比較器的輸出端，發(fā)射極接一高電平，其集電極與的述加熱片相連接。
本實用新型的有益效果在于本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單，易于控制；另外在本實用新型中采用正溫度系數(shù)熱敏電阻(positive temperature coefficient，PTC)材料做加熱源，其有高溫限制，不會造成局部溫度過高而損壞光探測器，即使是控制電路失效，加熱不止時，也不會溫度過高而損壞器件。


圖1是本實用新型中，加熱源的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實用新型安裝狀態(tài)的示意圖。
圖3是本實用新型的功能模塊圖。
圖4是本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
請參照圖1及圖2所示，示出了本實用新型的一個實施例。由于光探測器本身就小，加上安裝方式等限制，其一般只有6mm×6mm左右的加熱面積。而試驗表明，在-40℃下，要讓探測器性能不明顯降低，加熱功率至少要超過6W。一般的功率電阻或加熱片很難滿足此要求，故對加熱片的選擇尤為重要。在本實用新型的一個實施例中，采用一個扁平狀正方體的加熱片1，加熱片主要采用正溫度系數(shù)熱敏電阻(positive temperature coefficient，PTC)材料制成，為了加強導(dǎo)熱效果，而在該加熱片1的上下面分別設(shè)有一鍍層10，在本實施例中采用錫銅箔層10。由于PTC材料的特性(溫度升高，電阻值增大)，還能起到抑制局部溫度過高的效果。
所述加熱源1緊貼光探測器2的一面設(shè)置，而溫度探測裝置(溫度傳感器)3緊貼光探測器2的另外的任意一面設(shè)置，該溫度探測裝置可以對光探測器2上的溫度進行反饋控制。而所述加熱源1含有錫銅箔層的另一面與一電路板4連接。
如圖3所示，是本實用新型的功能模塊圖?？芍诒緦嵱眯滦椭?，其加熱電路形成一個閉環(huán)反饋控制回路，其由依次連接的被加熱體(光探測器)2、溫度感應(yīng)模塊(溫度傳感器)3、反饋控制模塊5、放大驅(qū)動模塊6及加熱源(加熱片)1共五個部份組成。其中，被加熱體就是光探測器，溫度感應(yīng)模塊的關(guān)鍵器件為溫度傳感器，加熱源為PTC加熱片，所述反饋控制模塊5及放大驅(qū)動模塊6均安裝在電路板4上。
在本實用新型中，溫度傳感器3緊貼被加熱體2一面，將被加熱體2的實時溫度轉(zhuǎn)換為電量值送入反饋控制模塊5，反饋控制模塊5將之與一個預(yù)先設(shè)定的電量值(實際就是一個溫度門限值)比較，如果該電量值低于門限值，認為被加熱體溫度過低，輸出一個加熱信號；如果該電量值高于或等于門限值，則被加熱體溫度合適，停止輸出加熱信號。加熱信號經(jīng)放大驅(qū)動模塊放大后，輸出電流驅(qū)動加熱源發(fā)熱。
該加熱電路的原理圖請參照圖4所示，其中，溫度傳感器為電壓輸出型，輸出0.1V～1.75V分別對應(yīng)溫度-40℃～120℃，在該電路中，反饋控制模塊主要包括一比較器，該比較器的一輸入端接溫度傳感器的輸出，該比較器的另一輸出端與一由限位電阻R1和限位電阻R2組成的鉗位器的輸出端相連接。放大驅(qū)動模塊主要包括有一PNP晶體三極管，該PNP晶體三極管的基極接所述比較器的輸出端，發(fā)射極接一高電平，其集電極與的述加熱片相連接。其工作原理在于傳感器信號(被測電量值)進入比較器正輸入腳，另一個由限位電阻R2及電阻R1組成的鉗位器所產(chǎn)生的比較電平(相當于一個溫度設(shè)置點)進入比較器負輸入腳，當傳感器感應(yīng)溫度低于設(shè)定溫度時，比較器輸出低電平(0V)，PNP晶體三極管飽和導(dǎo)通，驅(qū)動加熱源R，當傳感器感應(yīng)溫度高于設(shè)定溫度時，比較器輸出高電平(12V)，PNP管截至，停止加熱。
本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單，易于控制；另外在本實用新型中采用PTC材料做加熱源，優(yōu)點在于會有一個高溫限制，不會造成局部溫度過高而損壞光探測器，即使是控制電路失效，加熱不止時，也不會因為溫度過高而損壞器件。
權(quán)利要求1.一種用于接收光探測器的自動溫度控制裝置，其包括有安裝在接收光探測器上的加熱片及溫度傳感器，其特征在于所述加熱片為正溫度系數(shù)熱敏電阻，其一面與光探測器連接，另一面與一電路板連接，且在該電路板上還設(shè)有相互連接的反饋控制模塊及放大驅(qū)動模塊，所述反饋控制模塊與溫度傳感器電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的用于接收光探測器的自動溫度控制裝置，其特征在于所述加熱片靠近接收光探測器及電路板的面上分別設(shè)有一鍍層，該鍍層為錫銅箔層。
3.如權(quán)利要求2所述的用于接收光探測器的自動溫度控制裝置，其特征在于所述反饋控制模塊主要包括一比較器，該比較器的一輸入端接溫度傳感器的輸出，該比較器的另一輸出端與一由限位電阻R1和限位電阻R2組成的鉗位器的輸出端相連接。
4.如權(quán)利要求3所述的用于接收光探測器的自動溫度控制裝置，其特征在于所述放大驅(qū)動模塊主要包括有一晶體三極管，該晶體三極管的基極接所述比較器的輸出端，發(fā)射極接一高電平，其集電極與的述加熱片相連接。
專利摘要本實用新型涉及一種用于自由空間光通信(FSO)的光探測器的自動溫度控制裝置，其包括安裝在接收光探測器上的加熱片、溫度傳感器，所述加熱片為正溫度系數(shù)熱敏電阻，其一面與光探測器連接，另一面與一電路板連接，且在該電路板上還設(shè)有相互連接的反饋控制模塊及放大驅(qū)動模塊，所述反饋控制模塊與溫度傳感器電連接。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單，易于控制且安全可靠的優(yōu)點。
文檔編號G05D23/19GK2745096SQ200420094748
公開日2005年12月7日 申請日期2004年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月5日
發(fā)明者劉自力, 卜建宇 申請人:深圳市世紀人無線通訊設(shè)備有限公司