基于NTC热敏芯片的激光器控温设计

激光器自发明以来受到广泛应用，其中以半导体激光器发展最为迅速。半导体激光器具有波长范围宽、体积小、重量轻、可靠性好、使用寿命长、功耗低、成本低、易于大量生产等优点。因上述优点，其应用极为广泛，目前已开发出的应用达300种以上，包括但不限于激光测距、激光雷达、光通讯、激光模拟武器、激光警戒、激光制导跟踪、引燃引爆、自动控制、检测仪器、各类信息扫描等。

除了上述优点，半导体激光器有着一个较为突出且对部分应用环境影响比较大的缺点，那就是激光器的性能容易受到环境温度影响。总的来说，温度对激光器参数的影响主要表现在以下几点：

一、温度能影响激光器输出波长。电流恒定时，温度每升高1℃，激光器波长增加约0.1nm。

二、温度能影响激光器输出功率。温度变化将导致功率与电流之间的关系呈非线性。

三、温度能影响激光器阈值电流，并影响激光器的特性曲线。

四、温度能影响激光器的寿命。温度的急剧变化会影响激光器输出功率，影响其寿命。

基于NTC热敏芯片的激光器控温设计

为了能控制激光器的工作温度，在降低温度对激光器影响的同时提升激光器性能，可尝试设计一种以NTC热敏芯片作为测温元件，以TEC作为控温元件的控温设计。

NTC热敏芯片是一种电阻值随温度升高而下降的敏感电子元器件，可以通过其电阻值的变化来实时确定热敏芯片附近的温度。TEC是根据珀尔帖效应制成的半导体制冷器，其根据电流流向可形成冷热端的转换。根据这两种元器件的特性可以设计通过NTC热敏芯片电阻值变化来驱动TEC制冷或制热，从而精确控制激光器的温度。

NTC热敏芯片采用惠斯登电桥，通过这种电路能够将热敏芯片电阻值的微小变化转化为电压差的变化输出，通过预设电压对比形成不同方向的电压，再将电压差值通过差分放大器放大驱动TEC工作，这样TEC就可以根据NTC热敏芯片实时的温度变化来实现加热/制冷的控制。

广东爱晟电子科技有限公司研发、生产的各类激光器用NTC热敏芯片，适合于回流焊、锡焊片焊接、金锡共晶焊、金/银/铜邦定等焊接工艺。根据客户需求以及应用环境，NTC热敏芯片还可以选择印刷金电极或银电极。

审核编辑 黄宇