1. Etusivulle
  2. Lämpötilasäätimen ja PID-säätimen ratkaisut
  3. Lämpötilaohjaimet | PID-säätimet TEC-jäähdyttimille, joita käytetään laserdiodien jäähdytykseen

Lämpötilaohjainten ja TEC-ohjainmoduulien käyttö ja sovellukset

Lämpötilaohjaimet on suunniteltu säätämään lämpötilaa ja poistamaan lämpöä lämpöherkistä komponenteista, kuten laserdiodit. Tämä saavutetaan jäähdyttämällä tai lämmittämällä termoelektristä jäähdytintä (TEC) syöttämällä siihen positiivista tai negatiivista virtaa ja jännitettä. Näitä laitteita kutsutaan usein myös Peltier-elementeiksi, lämpöpumpuiksi tai lämmönvaihtimiksi.

Lämpötilaohjain syöttää virran ja jännitteen TEC-elementille. Tällä on kaksi ensisijaista toimintoa. Ensimmäinen toimintatapa on poistaa lämpö laserdiodista tai muusta termisestä kuormaelementistä. Laserdiodin jäähdytys on välttämätöntä sen käyttöiän säilyttämiseksi. Esimerkiksi GaAs-laserdiodin, joka toimii NIR-alueella, käyttöikä on tyypillisesti 10 000 tuntia 25 °C lämpötilassa. Nyrkkisääntönä voidaan sanoa, että jokainen 10 °C korkeampi käyttölämpötila puolittaa laserdiodin käyttöiän. Laserdiodi tuottaa usein useita watteja tai jouleja lämpöenergiaa (lämpöä), mikä aiheuttaa itselämpeämistä, jopa tehokkaalla lämpöantoteholla ja alhaisella lämpövastuksella. Tästä syystä lämpötilaohjain on välttämätön puolijohdekomponentin käyttöiän varmistamiseksi.

Löydät TEC-ohjaintuotteemme Temperature Control -sivulta. Voit myös tutustua koko valikoimaamme täällä: Main Product Lines manufactured by Opt Lasers.

Toinen toimintatapa on laserdiodin lämpötilan vakauttaminen, mikä on tärkeää tehojen vakauden kannalta. Kuten monet puolijohdemateriaalit, laserdiodit toimivat yleisesti ottaen tehottomammin korkeammassa lämpötilassa. Liitoksen lämpiämisestä johtuva heikentynyt hyötysuhde johtaa alhaisempaan optiseen tehoon. Siksi lämpötilan säätö laserdiodiohjaimella on olennainen osa vakautta. Lämpötilaohjain säätelee virtaa Peltier-komponentille termistorin mittaustiedon (vastusarvon) perusteella. Termistori toimii anturielementtinä, jolla mitataan lämpötila tietystä pisteestä. Termistorin sähköinen resistanssi muuttuu eksponentiaalisessa suhteessa lämpötilaan termistorille tyypillisten vakioiden mukaan. Virransäädin mittaa termistorin resistanssia syöttämällä siihen pienen virran, yleensä muutamia µA, ja mittaamalla jännitteen termistorin yli.

Opt Lasers™ -lämpötilaohjaimia on saatavana erilaisilla maksimivirta- ja jännitearvoilla laserdiodin lämpökuorman poistamiseksi ja lämpötilan vakauttamiseksi. Lämpötilaohjaimia käytetään yhdessä TEC-elementin ja laserdiodivirtaohjaimen kanssa laserdiodin operointiin.