[实用新型]一种基于四象限探测器的温度自动控制系统

说明书

本实用新型涉及一种基于四象限探测器的温度自动控制系统，包括四象限探测器和与四象限探测器相连的温度负反馈闭环控制电路；其中温度负反馈闭环控制电路包括负温度系数热敏电阻、热电制冷器和温度驱动管理模块；热电制冷器和负温度系数热敏电阻贴装在四象限探测器的外表面，温度驱动管理模块的输入端连接负温度系数热敏电阻延长线端，输出端连接半导体制冷器。通过设置温度驱动管理模块的温度控制基准电压，间接设置热电制冷器的工作温度点，配合负温度系数热敏电阻以实现四象限探测器环境温度相对稳定，从而使四象限探测器工作电压稳定，倍增因子M保持不变，则输出信号维持稳定的增益，从而保证整个系统工作稳定，适应不同的恶劣工作环境。

技术领域

本实用新型涉及激光光通信设备技术领域，尤其涉及一种基于四象限探测器的温度自动控制系统。

背景技术

随着全球经济的快速发展，空间探测技术迅猛发展，航天活动也越来越频繁。卫星激光通信具有通信容量大、传输距离远、保密性强等优点及其结构轻便，设备经济，已发展为建设空间信息高速公路不可替代的手段，也是当前国际信息领域的前沿科学技术。

现在随着各种星间通信、星地通信的快速发展，APD作为半导体芯片探测器，在弱光探测和应用方面越来越广泛；其在很大光谱范围700～1100nm内具有较高的量子效率(7O～9O％)；对入射光强度的线性响应动态范围强；并容易做成多像素探测器，且体积小，抗磁抗震；已在核医学成像、光纤信号读出、等离子体激光散射实验、宇航试验中离化粒子轨迹探测、卫星远距激光通信等方面成功应用，相信随着APD性能的不断提高，APD将在弱光探测领域发挥越来越大的作用。

由于APD工作是利用半导体材料的倍增效应来将接收到的光信号转为电流信号，其倍增因子和环境温度密切相关，如若工作温度变化较大，则其倍增因子就会漂移，信号增益就会不稳定，导致产品系统工作不稳定，如果变化过大甚至会损坏APD器件；为了得到稳定的倍增因子即最佳的工作偏压，必须对APD的工作温度进行相应控制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于四象限探测器的温度自动控制系统，解决现有激光通信终端在实际应用过程由于环境温度的变化造成APD工作状态不稳定问题，突破常规对整个系统进行温度管理，采用单个分立器件进行温控管理的精细化操作方式。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种基于四象限探测器的温度自动控制系统，包括四象限探测器和与四象限探测器相连的温度负反馈闭环控制电路；所述温度负反馈闭环控制电路包括负温度系数热敏电阻、热电制冷器和温度驱动管理模块；所述热电制冷器和负温度系数热敏电阻贴装在四象限探测器的外表面，所述负温度系数热敏电阻延长线端连接温度驱动管理模块的输入端，温度驱动管理模块的输出端连接热电制冷器。

进一步地，所述温度驱动管理模块包括偏差电路、基准电压电路、PID补偿电路、PWM和FET驱动电路和场效应管，负温度系数热敏电阻依次连接偏差电路、PID补偿电路、PWM和FET驱动电路和场效应管，场效应管连接热电制冷器，基准电压电路与偏差电路相连接，负温度系数热敏电阻将温度信号转换为电阻值，与设定的电阻值通过偏差电路输入至PID补偿电路，PWM和FET驱动电路用于控制场效应管开关及切换，驱动热电制冷器制冷或加热。