一种激光温控电路和半导体激光器

摘要

本申请提供一种激光温控电路和半导体激光器，电源转换器为主控芯片、热敏电阻、数模转换器、PID模拟控制器和半导体制冷控制器供电。热敏电阻温度采集器连接激光器和PID模拟控制器，将采集到的激光器的实际温度对应的电压提供给PID模拟控制器。主控芯片连接数模转换器，将激光器的目标温度对应的电压提供给数模转换器。数模转换器连接PID模拟控制器，将目标温度对应的电压转换为模拟控制电压并提供给PID模拟控制器。PID模拟控制器连接半导体制冷控制器，根据模拟控制电压和实际温度对应的电压生成控制信号，并将控制信号提供给半导体制冷控制器，半导体制冷控制器驱动激光器中的半导体制冷器，以通过半导体制冷器调节激光器的温度。

说明书

技术领域

本申请涉及激光器领域，尤其涉及一种激光温控电路和半导体激光器。

背景技术

激光器工作的过程中难免会产生热量，导致激光器的温度升高，影响激光器的工作状态。为了保证激光输出功率以及中心波长的稳定性，需要对激光器进行高精度的温度控制。

因而，如何对激光器进行高精度的温度控制是目前需要解决的问题。

实用新型内容

本申请提供一种激光温控电路和半导体激光器，用于对激光器进行高精度的温度控制。

第一方面，本申请提供一种激光温控电路，包括：

电源转换器、主控芯片、热敏电阻温度采集器、数模转换器、PID模拟控制器和半导体制冷控制器；

所述电源转换器为所述主控芯片、所述热敏电阻温度采集器、所述数模转换器、所述PID模拟控制器和所述半导体制冷控制器供电；

所述热敏电阻温度采集器连接激光器和所述PID模拟控制器，将采集的所述激光器的实际温度对应的电压提供给所述PID模拟控制器；

所述主控芯片连接所述数模转换器，将所述激光器的目标温度对应的电压提供给所述数模转换器；

所述数模转换器连接所述PID模拟控制器，将主控芯片提供的目标温度对应的电压转换成模拟控制电压，并将所述模拟控制电压提供给所述PID模拟控制器；

所述PID模拟控制器连接所述半导体制冷控制器，将所述模拟控制电压与所述实际温度对应的电压进行比较，生成控制信号，将所述控制信号提供给所述半导体制冷控制器；

所述半导体制冷控制器驱动所述激光器中的半导体制冷器。

可选的，所述电源转换器包括：

电感、低压差线性稳定器、第一并联电容和第二并联电容；

所述电感的第一端连接供电端；

所述低压差线性稳定器，其输入端连接所述电感的第二端和所述第一并联电容的第一端，其输出端连接所述第二并联电容的第一端，其接地端连接所述第二并联电容的第二端；

所述第一并联电容的第二端接地。

可选的，所述主控芯片包括：

单片机芯片、复位电路、主晶振电路、副晶振电路、调试电路和启动模式配置电路；

所述复位电路连接所述单片机芯片的复位端，所述主晶振电路连接所述单片机芯片的晶振输入端和晶振输出端，所述副晶振电路连接所述单片机芯片的时钟输入端和时钟输出端，所述调试电路连接所述单片机芯片的调试端，所述启动模式配置电路连接所述单片机芯片的配置端。

可选的，所述复位电路包括：

控制开关、第一分压电阻和第一电容；

所述控制开关的第一端连接所述单片机芯片的复位端、所述第一分压电阻的第一端和所述第一电容的第一端，所述控制开关的第二端接地；

所述第一分压电阻的第一端连接所述第一电容的第一端，所述第一分压电阻的第二端连接所述电源转换器，所述第一电容的第二端接地；

所述主晶振电路包括：

第一反馈电阻、第一晶振、第二电容和第三电容；

所述第一反馈电阻的第一端连接所述单片机芯片的晶振输入端，所述第一反馈电阻的第二端连接所述单片机芯片的晶振输出端；

所述第一晶振的第一端连接所述第一反馈电阻的第一端，所述第一晶振的第二端连接所述第一反馈电阻的第二端；

所述第二电容的第一端连接所述第一反馈电阻的第一端和所述第一晶振的第一端，所述第二电容的第二端接地；

所述第三电容的第一端连接所述第一反馈电阻的第二端和所述第一晶振的第二端，所述第三电容的第二端接地；

所述副晶振电路包括：

第二反馈电阻、第二晶振、第四电容和第五电容；

所述第二反馈电阻的第一端连接所述单片机芯片的时钟输入端，所述第二反馈电阻的第二端连接所述单片机芯片的时钟输出端；

所述第二晶振的第一端连接所述第二反馈电阻的第一端，所述第二晶振的第二端连接所述第二反馈电阻的第二端；

所述第四电容的第一端连接所述第二反馈电阻的第一端和所述第二晶振的第一端，所述第四电容的第二端接地；

所述第五电容的第一端连接所述第二反馈电阻的第二端和所述第二晶振的第二端，所述第五电容的第二端接地；

所述调试电路包括：

第四分压电阻、第五分压电阻、第六分压电阻和第七分压电阻；

所述第四分压电阻的第一端连接所述单片机芯片的调试发送端；

所述第五分压电阻的第一端连接所述单片机芯片的调试接收端；

所述第六分压电阻的第一端连接所述电源转换器，所述第六分压电阻的第二端连接所述第四分压电阻的第二端；

所述第七分压电阻的第一端连接所述电源转换器，所述第七分压电阻的第二端连接所述第五分压电阻的第二端；

所述启动模式配置电路包括：

第八分压电阻、第九分压电阻、第十分压电阻和第十一分压电阻；

所述第八分压电阻的第一端连接所述第五分压电阻的第二端；

所述第九分压电阻的第一端连接所述第八分压电阻的第二端，所述第九分压电阻的第二端连接所述单片机芯片的第一配置端；

所述第十分压电阻的第一端接地，所述第十分压电阻的第二端连接所述第四分压电阻的第二端以及所述单片机芯片的第二配置端；

所述第十一分压电阻的第一端连接所述第十分压电阻的第一端，所述第十一分压电阻的第二端连接所述单片机芯片的第三配置端。

可选的，所述热敏电阻温度采集器包括：

第一运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一滤波电容和第二滤波电容；

所述第一运算放大器，其同相输入端连接所述激光器的热敏电阻，其反相输入端连接所述第一电阻的第一端和所述第二电阻的第一端，其输出端连接所述第二电阻的第二端和所述第三电阻的第一端，其电源端连接所述电源转换器和所述第一滤波电容的第一端，其接地端接地；

所述第一电阻的第二端接地，所述第三电阻的第二端连接所述主控芯片和所述第二滤波电容的第一端；

所述第一滤波电容的第二端接地，所述第二滤波电容的第二端接地。

可选的，所述数模转换器包括：

数字模拟转换芯片和第三并联电容；

所述数字模拟转换芯片的串行时钟端连接所述主控芯片，所述数字模拟转换芯片的输出端连接所述PID模拟控制器，所述数字模拟转换芯片的模拟电源端连接所述电源转换器和所述第三并联电容的第一端；

所述第三并联电容的第二端接地。

可选的，所述PID模拟控制器包括：

跟随电路、阻直电路和比例积分微分电路；

所述跟随电路的输入端连接所述数模转换器的输出端；

所述阻直电路的第一端连接所述跟随电路的输出端；

所述比例积分微分电路的输入端连接所述阻直电路的第二端，所述比例积分微分电路的输出端连接所述半导体制冷控制器。

所述跟随电路包括：

第二运算放大器，其同相输入端作为所述跟随电路的输入端，连接所述数模转换器的输出端，其反向输入端连接其输出端；

所述阻直电路包括：

第四电阻、第五电阻、第三滤波电容和第六电阻；

所述第四电阻的第一端连接所述第二运算放大器的输出端；

所述第五电阻的第一端连接所述第四电阻的第二端、所述第三滤波电容的第一端和所述第六电阻的第一端，所述第五电阻的第二端连接所述第三滤波电容的第二端；

所述第六电阻的第二端作为所述阻直电路的输出端，连接所述比例积分微分电路。

可选的，所述比例积分微分电路包括：

第三运算放大器、第七电阻、第四滤波电容、第八电阻、第五滤波电容、第六滤波电容、第九电阻和第七滤波电容；

所述第三运算放大器，其反相输入端连接所述第六电阻的第二端、所述第七电阻的第一端以及所述第六滤波电容的第一端，其同相输入端连接所述第九电阻的第一端和所述第七滤波电容的第一端，其输出端连接所述第六滤波电容的第二端以及所述半导体制冷控制器，其电源端连接所述电源转换器，其接地端连接所述第四滤波电容的第二端；

所述第七电阻的第二端连接所述第四滤波电容的第一端；

所述第八电阻的第一端连接所述第五滤波电容的第一端，所述第五滤波电容的第二端连接所述第六滤波电容的第二端；

所述第九电阻的第二端连接所述热敏电阻温度采集器，所述第七滤波电容的第二端接地。

可选的，所述半导体制冷控制器包括：

TEC驱动器；

所述TEC驱动器的控制端连接所述PID模拟控制器，所述TEC驱动器的输出端连接所述半导体制冷器的输入端。

第二方面，本申请提供一种半导体激光器，包括激光器、半导体制冷器和上述的激光温控电路。

本申请提供的激光温控电路，包括电源转换器、主控芯片、热敏电阻温度采集器、数模转换器、PID模拟控制器、半导体制冷控制器，电源转换器为主控芯片、热敏电阻、数模转换器、PID模拟控制器和半导体制冷控制器供电。热敏电阻温度采集器连接激光器和主控芯片，将采集的激光器的实际温度对应的电压提供给PID模拟控制。主控芯片连接数模转换器，将激光器的目标温度对应的电压提供给数模转换器。数模转换器连接PID模拟控制器，将目标温度对应的电压转换为模拟控制电压，并将模拟控制电压提供给PID模拟控制器。PID模拟控制器连接半导体制冷控制器，将模拟控制电压与实际温度对应的电压进行比较，生成控制信号，并将控制信号提供给半导体制冷控制器。半导体制冷控制器将控制信号转换为对应的电流值，并根据对应的电流值驱动激光器中的半导体制冷器，以通过半导体制冷器调节激光器的温度，从而对激光器的温度进行准确的控制。

附图说明

为了更清楚地说明本申请或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一实施例提供的一种激光温控电路的结构示意图；

图2为本申请一实施例提供的一种电源转换器的结构示意图；

图3为本申请一实施例提供的一种主控芯片的结构示意图；

图4为本申请一实施例提供的一种复位电路的结构示意图；

图5为本申请一实施例提供的一种主晶振电路的结构示意图；

图6为本申请一实施例提供的一种副晶振电路的结构示意图；

图7为本申请一实施例提供的一种调试电路的结构示意图；

图8为本申请一实施例提供的一种启动模式配置电路的结构示意图；

图9为本申请一实施例提供的一种热敏电阻温度采集器的结构示意图；

图10为本申请一实施例提供的一种数模转换器的结构示意图；

图11为本申请一实施例提供的一种PID模拟控制器的结构示意图；

图12为本申请一实施例提供的一种TEC驱动器的结构示意图

图13为本申请一实施例提供的一种分流电路的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请中的附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

PID(Proportional Integral Derivative)控制是一种线性的调节，即比例、积分、微分控制。PID控制有模拟PID和数字PID控制两种，通常依据控制器输出与执行机构的对应关系，将基本数字PID算法分为位置式PID和增量式PID。

现有的激光器温度数字化控制技术多采用基于TPS6300芯片的TEC((ThermoElectric Cooler，半导体制冷器)控制电路，TPS63000芯片是一款升降压电源管理芯片，在降压和升压模式之间可自动转换，同时支持电流流入模式，可在1.8～5.5V的宽电压范围内实现高达96％的效率。TPS600芯片的TEC LOOP控制采用了适合于温度控制的位置式PID控制算法。

但是，TEC LOOP控制算法复杂，长时间运行不稳定，从而无法对激光器进行精确的温度控制。

针对上述问题，本申请提出了一种激光温控电路，包括电源转换器、主控芯片、热敏电阻温度采集器、数模转换器、PID模拟控制器、半导体制冷控制器，电源转换器的输入端连接供电端，电源转换器的输出端连接主控芯片、热敏电阻采集器、数模转换器、PID模拟控制器和半导体制冷控制器。电源转换器将供电端提供的电压进行转换，为主控芯片、热敏电阻采集器、PID模拟器和半导体制冷控制器供电。热敏电阻温度采集器连接激光器和PID模拟控制器，将采集的激光器的实际温度对应的电压提供给PID模拟控制器。同时，主控芯片连接数模转换器，将激光器的目标温度对应的电压提供给数模转换器。数模转换器连接PID模拟控制器，将主控芯片提供的目标温度对应的电压转换为模拟控制电压，并将模拟控制电压提供给PID模拟控制器。PID模拟控制器连接半导体制冷控制器，将控制控制电压与实际温度对应的电压进行比较，生成控制信号，将控制信号提供给半导体制冷控制器。半导体制冷控制器根据将控制信号转换为对应的电流值，并根据对应的电流值驱动半导体制冷器，以通过半导体制冷器调节激光器的温度，从而对激光器的温度进行准确的控制。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图1示出了本申请一实施例提供的一种激光温控电路的结构示意图。如图1所示，本实施例的激光温控电路包括：电源转换器101、主控芯片102、热敏电阻温度采集器103、数模转换器104、PID模拟控制器105和半导体制冷控制器106。电源转换器101的输入端连接供电端，电源转换器101的输出端连接主控芯片102、热敏电阻温度采集器103、数模转换器104、PID模拟控制器105和半导体制冷控制器106。热敏电阻温度采集器103连接激光器107和PID模拟控制器，主控芯片102连接数模转换器104，数模转换器104连接PID模拟控制器105，PID模拟控制器105连接半导体制冷控制器106，半导体制冷控制器106驱动激光器107中的半导体制冷器，半导体制冷器调节激光器的温度。

需要说明的是，激光器在特定温度下才能够最大化将光波转换为电波。主控芯片102可以设定初始环境温度、补偿温度或控制SPI(Serial Peripheral Interface)串行接口的输出等，激光器上电后，主控芯片可以将设定的目标温度对应的电压通过数模转换器104、PID模拟控制器105和半导体制冷控制器106发送至激光器，使得激光器在指定的环境温度下进行工作。激光器工作的过程中难免会产生热量，使得激光器所在的环境温度发生变化，进而使得激光器性能受环境温度的影响发生变化。因此，通过热敏电阻温度采集器103采集激光器107的实际温度对应的电压，并将采集到的实际温度对应的电压发送至PID模拟控制器105，同时主控芯片102将目标温度对应的电压发送至数模转换器104，目标温度即激光器工作的最佳温度，其与激光器本身特性相关。数模转换器104将目标温度转换为模拟控制电压，将模拟控制电压发送至PID模拟控制器105。PID模拟控制器105将激光器的实际温度对应的电压与模拟控制电压进行比较，生成控制信号，并将控制信号发送至半导体制冷控制器106，控制信号例如可以为激光器的实际温度对应的电压与模拟控制电压的差值。半导体制冷控制器106将控制信号转换为对应的电流值，并根据对应的电流值驱动半导体制冷器，以通过半导体制冷器调节激光器107的温度，从而对激光器107的温度进行准确的控制。

在一些实施例中，电源转换器101包括电感L3、低压差线性稳定器1011、第一并联电容1012和第二并联电容1013。电感L3的第一端连接供电端POWIN，电感L3的第二端连接低压差线性稳定器1011的输入端VIN。低压差线性稳定器1011的输入端VIN还连接第二并联电容1013的第一端，第二并联电容1013的第二端接地。低压差线性稳定器1011的输出端VOUT连接第二并联电容1013的第一端，低压差线性稳定器1011的接地端GND连接第二并联电容1013的第二端，并接地。

电感L3用于抑制电源端提供的输入电压的高频信号，电感L3例如600Ω@100MHz1A的电感，即频率为100MHz时阻抗为600Ω，额定电流为1A的电感。

第二并联电容1013用于对输入电压进行滤波，稳定电压，参考图2所示，第二并联电容1013可以包括滤波电容C131和滤波电容C136，滤波电容C131的第一端和滤波电容C136的第一端连接，作为第二并联电容1013的第一端，滤波电容C131的第二端和滤波电容C136的第二端连接，作为第二并联电容C1013的第二端。滤波电容C131例如可以为106/10V/10％的电容，其中，106表示电容量为10μF，10V表示耐压值为10V，10％表示电容量的浮动容量为电容量的10％；滤波电容C136例如可以为105/50V/10％，其中，105V表示电容量为1μF，50V表示耐压值为50V。需要说明的是，滤波电容并联的数量越多，滤波效果越明显，可以根据实际情况确定并联的滤波电容的数量，此处不进行限定。

低压差线性稳定器1011用于对输入电压进行转换，以为主控芯片102、热敏电阻温度采集器103、数模转换器104、PID模拟控制器105和半导体制冷控制器106提供所需的电源，例如将5V的输入电源转换为3.3V电源。低压差线性稳定器1011例如可以为ADP124芯片或ADP125芯片，ADP124芯片和ADP125芯片采用2.3V至5.5V输入电压工作，提供最高达500mA的输出电流，驱动500mA负载时压差仅为130mV，不仅可以提高功效，而且能使器件在较宽的输入电压范围上工作。并且驱动500mA负载时静态电流低至210μA，适合电池供电的便携式设备使用。ADP124芯片可提供1.75V至3.3V范围内的31种固定输出电压。ADP125芯片是ADP124芯片的可调版本，可通过外部分压器在0.8V至5.0V范围内设置输出电压。

第一并联电容1012用于对低压差线性稳定器1011输出端的电源进行滤波，以为主控芯片102、热敏电阻温度采集器103、数模转换器104、PID模拟控制器105和半导体制冷控制器106提供稳定的电源。参考图2所示，第一并联电容1012可以包括滤波电容C60、滤波电容C137和滤波电容C61，滤波电容C60的第一端、滤波电容C137的第一端和滤波电容C61的第一端相互连接，作为第一并联电容C1012的第一端，滤波电容C60的第二端、滤波电容C137的第二端和滤波电容C61的第二端相互连接，作为第一并联电容1012的第二端。滤波电容C60例如可以为106/10V/10％的电容，滤波电容C137可以为105/50V/10％的电容，滤波电容C61可以为104/50V/10％的电容，其中104表示电容量为0.1μF。

在一些实施例中，参考图3所示，主控芯片102可以包括单片机芯片1021、复位电路1022、主晶振电路1023、副晶振电路1024、调试电路1025和启动模式配置电路1026。单片机芯片1021的复位端RSTN连接复位电路1022，单片机芯片1021的晶振输入端XIN和晶振输出端XOUT连接主晶振电路1023，单片机芯片1021的时钟输入端CLK32IN和时钟输出端CLK32OUT连接副晶振电路1024，单片机芯片1021的配置端连接启动模式配置电路1026，其中配置端可以包括第一配置端BS0/GPIO12、第二配置端BS0/GPIO13和第三配置端FLASH_CSB/GPIO48。单片机芯片1021还包括电源端DOTESTN，连接电源转换器，接收电源转换器提供的电源。

其中，复位电路1022用于上电时复位单片机芯片1021，参考图4所示，复位电路1022可以包括控制开关S2、第一分压电阻R3和第一电容C6。控制开关S2的第一端连接单片机芯片1021的复位端RSTN、第一分压电阻R3的第一端和第一电容C6的第一端，控制开关处于连通状态时，能够将第一分压电阻R3的第一端和第一电容C6的第一端接地，从而复位单片机芯片1021。控制开关S2例如为轻触开关(SurfaceMountedevices)，轻触开关的尺寸为6*3.5mm，即长度为6mm，高度为3.5mm。第一分压电阻R3的第一端连接第一电容C6的第一端，第一分压电阻R3的第二端连接电源转换器，第一电容C6的第二端接地，第一分压电阻R3能够对电源转换器提供的电源进行分压，第一电容C6能够对电源转换器提供的电源进行滤波。第一分压电阻R3例如可以为10k/1％的电阻，其中，10k表示电阻的阻值为10k，1％表示电阻的浮动阻值为电阻的1％。

主晶振电路1023用于提供时序基准，让单片机芯片1021按照时序基准进行工作，参考图5所示，主晶振电路1023可以包括第一反馈电阻R11、第一晶振Y2、第二电容C8和第三电容C9。第一反馈电阻R11的第一端连接单片机芯片1021的晶振输入端XIN、第一反馈电阻R11的第二端连接单片机芯片1021的晶振输出端XOUT，第一晶振Y2的第一端连接第一反馈电阻R11的第一端，第一晶振Y2的第二端连接第一反馈电阻R11的第二端。第一晶振Y用于产生时序基准信号，第一反馈电阻R11使得第一晶振Y2工作在线性区，第二电容C8和第三电容C9用于纠正第一晶振Y2的振荡频率。其中，第一反馈电阻R11可以为1M/1％的电阻，第一晶振Y2可以为8MHz/20pf/30ppm的晶振，8MHz表示晶振的频率为8MHz，20pf表示晶振的负载电容，30ppm表示频率的偏差为频率的十万分之三，第二电容C8可以为22pF/50V/±1％的电容，22pF表示电容量为22pF，第三电容C9可以为22pF/50V/±1％的电容。

副晶振电路1024也用于提供时序基准，参考图6所示，副晶振电路1024可以包括第二反馈电阻R12、第二晶振Y1、第四电容C10和第五电容C7。第二反馈电阻R12的第一端连接单片机芯片1021的时钟输入端CLK32IN、第二反馈电阻R12的第二端连接单片机芯片1021的时钟输出端CLK32OUT，第二晶振Y1的第一端连接第二反馈电阻R12的第一端，第二晶振Y1的第二端连接第二反馈电阻R12的第二端。第二晶振Y1用于产生时序基准信号，第二反馈电阻R12使得第二晶振Y1工作在线性区，第四电容C10和第五电容C7用于纠正第一晶振Y2的振荡频率。其中，第二反馈电阻R12可以为NC，第二晶振Y1可以为32.768KHz/12.5pf/20ppm的晶振，第四电容C10可以为15pF/50V/±1％的电容，第五电容C7可以为15pF/50V/±1％的电容。

调试电路1025用于调试单片机的程序，参考图7所示，调试电路1025包括第四分压电阻R365、第五分压电阻R375、第六分压电阻R34和第七分压电阻R50。第四分压电阻R365的第一端连接单片机芯片1021的调试发送端UART0_TX/INT_GPIO07，第五分压电阻R375的第一端连接单片机芯片1021的调试接收端UART0_RX/INT_GPIO06，第六分压电阻R34的第一端连接电源转换器，第六分压电阻R34的第二端连接第四分压电阻R365的第二端，第七分压电阻R50的第一端连接电源转换器，第七分压电阻R50的第二端连接第五分压电阻R375的第二端。第四分压电阻R365、第五分压电阻R375、第六分压电阻R34和第七分压电阻R50用于提升电平能力，第四分压电阻R365可以为10R/1％的电阻，第五分压电阻R375可以为10R/1％的电阻，第六分压电阻R34可以为4.7K/1％的电阻，第七分压电阻R50可以为4.7/1％的电阻。

启动模式配置电路1026用于控制单片机芯片1021处于下载程序状态(download)或运行状态(run)，参考图8所示，启动模式配置电路1026包括第八分压电阻R1、第九分压电阻R2、第十分压电阻R4和第十一分压电阻R5。第八分压电阻R1的第一端连接第五分压电阻R375的第二端，第九分压电阻R2的第一端连接第八分压电阻R1的第二端，第九分压电阻R2的第二端连接单片机芯片1021的第一配置端BS0/GPIO12。第十分压电阻R4的第一端接地，第十分压电阻R4的第二端连接第四分压电阻R365的第二端以及单片机芯片1021的第二配置端BS1/GPIO13，第十一分压电阻R5的第一端连接第十分压电阻R4的第一端，第十一分压电阻R5的第二端连接单片机芯片1021的第三配置端FLASH_CSB/GPIO48。第八分压电阻R1例如可以为4.7K/1％的电阻，第九分压电阻R2可以为4.7K/1％的电阻，第十分压电阻R4的电阻可以为549K/1％的电阻，第十一分压电阻R5的电阻可以为549K/1％的电阻。

在一些实施例中，参考图9所示，热敏电阻温度采集器103可以包括第一运算放大器1031、第一电阻R16、第二电阻R18、第三电阻R15、第一滤波电容C12和第二滤波电容C17。第一运算放大器1031的同相输入端连接热敏电阻，第一运算放大器1031的反相输入端连接第一电阻R16的第一端和第二电阻R18的第二端，第一运算放大器1031的输出端连接第二电阻R18的第二端和第三电阻R15的第一端，第一运算放大器1031的电源端连接电源转换器和第一滤波电容C12的第一端，第一运算放大器1031的接地端接地。第一电阻R16的第二端接地，第三电阻R15的第二端连接主控芯片和第二滤波电容C12的第一端，第一滤波电容C12的第二端接地，第二滤波电容C17的第二端接地。第一运算放大器1031将热敏电阻采集的电压信号放大，并输送至PID模拟控制器。第一运算放大器1031例如可以为MAX9637单电源供电、CMOS输入运算放大器，具有较宽的输入电压，例如2.1V至5.5V，以及低静态电流，例如36μA。第一滤波电容C12用于对输入电压进行滤波，第二滤波电容C17用于对输出电压进行滤波。第一电阻R16例如可以为10K/1％的电阻，第二电阻R18可以为10K/1％的电阻，第三电阻R15可以为5.1K/1％的电阻，第一滤波电容C12和第二滤波电容C17可以为104/50V/10％的电容。

在一些实施例中，参考图10所示，数模转换器104可以包括数字模拟转换芯片1041和第三并联电容1042。数字模拟转换芯片1041的串行时钟端SCLK连接主控芯片，数字模拟转换芯片1041的输出端VOUT连接PID模拟控制器，数字模拟转换芯片1041的模拟电压端AVDD/VREF连接电源转换器和第三并联电容1042的第一端，第三并联电容1042的第二端接地。数字模拟转换芯片1041将主控芯片发送的数字信号转换为模拟量，并将模拟量输送至PID模拟控制器。数字模拟转换芯片1041例如可以为DAC7311数字模拟转换芯片，其高速串行时钟高达50MHz，超低功耗至2.5uW，而且这些引脚兼容的器件可从8位、10位和12位分辨率升级到14位和16位分辨率。第三并联电容1042用于对输入电压进行滤波，可以包括滤波电容C99和滤波电容C103，滤波电容C99的第一端和滤波电容C103的第一端连接，作为第三并联电容1042的第一端，滤波电容C99的第二端和滤波电容C103的第二端连接，作为第三并联电容1042的第二端。滤波电容C99例如可以为106/10V/10％的电容，滤波电容C103例如可以为104/50V/10％的电容。

在一些实施例中，参考图11所示，PID模拟控制器105可以包括跟随电路1051、阻直电路1052和比例积分微分电路1053。跟随电路1051的输入端连接数模转换器的输出端，阻直电路1052的第一端连接跟随电路1051的输出端，阻直电路1052的第二端连接比例积分微分电路1053的输入端，比例积分微分电路1053的输出端连接半导体制冷控制器。

跟随电路1051起到阻抗匹配的作用，参考图11所示，跟随电路1051可以包括第二运算放大器1054，第二运算放大器1054的同相输入端作为跟随电路1051的输入端，连接数模转换器的输出端，第二运算放大器1054的反相输入端连接第二运算放大器1054的输出端。第二运算放大器1054例如可以为MAX9637单电源供电、CMOS输入运算放大器。

阻直电路1052用于阻挡低频信号或直流信号，阻直电路1052可以包括第四电阻R21、第五电阻R28、第三滤波电容C36和第六电阻R22。第四电阻R21的第一端连接第二运算放大器1054的输出端，用于对第二运算放大器1051的输出电压进行分压。第五电阻R28的第一端和第三滤波单元C26的第一端相互连接，并连接第四电阻R21的第二端以及第六电阻R22的第一端，用于阻挡低频信号或直流信号。第六电阻的第二端作为阻直电路的输出端，连接比例积分微分电路1053。第四电阻R21例如可以为10K/1％的电阻，第五电阻R28例如可以为10K/1％的电阻，第三滤波电容C36可以为104/50V/10％的电容，第六电阻R22可以为19.93K/1％的电阻。

比例积分微分电路1053将数模转换器发送的模拟信号与热敏电阻温度采集器采集的激光器的实际温度对应的电压进行比较，为后级半导体制冷控制器提供等比例同方向的输入电压。比例积分微分电路1053可以包括第三运算放大器1055、第七电阻R25、第四滤波电容C28、第八电阻R17、第五滤波电容C19、第六滤波电容C16、第九电阻R20和第七滤波电容C23。第三运算放大器1055的反相输入端连接第六电阻R22的第二端、第七电阻R25的第一端以及第六滤波电容C16的第一端。第三运算放大器1055的输出端连接第六滤波电容C16的第二端和半导体制冷控制器，第三运算放大器1055的同相输入端连接第九电阻R20的第一端，第三运算放大器1055的电源端连接电源转换器，第三运算放大器1055的接地端连接第四滤波电容C28的第二端。第九电阻R20的第二端连接热敏电阻温度采集器，接收激光器的实际温度对应的电压，第七电阻R25的第二端连接第四滤波电容C28的第一端。第三运算放大器1055例如可以为MAX4238AUT-T的运算放大器，第七电阻R25可以为5.1K/1％的电阻，第四滤波电容C28可以为104/50V/10％的电容，第八电阻R17可以为237K/1％的电阻，第五滤波电容C19的电容为11nf的电容，第六滤波电容C16可以为106/10V/10％的电容，第九电阻R20可以为10K/1％的电阻，第七滤波电容C23可以为104/50V/10％的电容。

在一些实施例中，半导体制冷控制器106包括TEC驱动器，TEC驱动器根据PID提供的输入电压的幅值和极性将输入电压转变为同方向等比例的驱动电流，并将驱动电流提供给半导体制冷器，使得半导体制冷器根据驱动电流为激光器提供热量或带走热量。

参考图12所示，TEC驱动器可以包括TEC驱动芯片1061和分流电路1062，TEC驱动芯片1061根据PID提供的输入电压的幅值和极性将输入电压转变为同方向等比例的驱动电流，分流电路1062用于将对驱动电路进行调节，以为半导体制冷器提供合适电流。

TEC驱动芯片1061的控制端CTRL1作为TEC驱动器的控制端，连接PID模拟控制器，TEC驱动芯片1061的第一感测端OS1连接分流电路1062的第一端，TEC驱动芯片1061的第二感测端OS2连接分流电路1062的第二端，分流电路1062的第三端连接半导体制冷器的第一输入端TEC+，分流电路1062的第四端连接半导体制冷器的第二输入端TEC-。其中，参考图13所示，分流电路1062可以包括第十电阻R23、第十一电阻R29、第十二电阻R24和第十三电阻R30。第十电阻R23的第一端和第十一电阻R29的第一端连接，作为分流电路1062的第一端，连接TEC驱动芯片的第一感测端OS1，第十二电阻R24的第一端连接第十三电阻R30的第一端，作为分流电路1062的第二端，连接TEC驱动芯片的第二感测端OS2。第十电阻R23的第二端连接第十二电阻R24的第二端，作为分流电路1062的第三端，连接半导体制冷器的第一输入端TEC+。第十一电阻R29的第二端连接第十三电阻R30的第二端，作为分流电路1062的第四端，连接半导体制冷器的第二输入端TEC-。TEC驱动芯片例如可以为MAX8521芯片。第十电阻R23例如可以为NC，第十一电阻R29可以为0R/1％，第十二电阻R24可以为0R/1％，第十三电阻R30可以为NC。

以上对本申请实施例提供的激光温控电路进行了详细描述，电源转换器对供电端提供的输入电源进行转换，为主控芯片、热敏电阻温度采集器、数模转换器、PID模拟控制器和半导体制冷控制器提供所需的电源。热敏电阻温度采集器采集激光器的实际温度对应的电压，并将采集到的激光器的实际温度对应的电压提供给PID模拟控制器，同时主控芯片将目标温度发送至数模转换器，数模转换器将目标温度转换为模拟控制电压，并将模拟控制电压与激光器的实际温度对应的电压进行比较，生成控制信号，并将控制信号提供给半导体制冷控制器，半导体制冷控制器将控制信号转换为对应的电流值，并根据对应的电流值驱动半导体制冷器，以通过半导体制冷器调节激光器的温度，从而对激光器的温度进行准确的控制。

本申请实施例还提供一种半导体激光器，包括激光器、半导体制冷器和上述的激光温控电路。

激光温控电路包括电源转换器、主控芯片、热敏电阻温度采集器、数模转换器、PID模拟孔子其和半导体制冷控制器。电源转换器为主控芯片、热敏电阻器热敏电阻温度采集器、数模转换器、PID控制器PID模拟控制器和半导体制冷控制器提供所需的电源。热敏电阻器热敏电阻温度采集器采集激光器的实际环境温度对应的电压，并将采集到的激光器的实际环境温度对应的电压提供给PID模拟控制器发送至主控芯片，同时主控芯片将实际环境目标温度发送至数模转换器，数模转换器将目标实际环境温度转换为实际电压值模拟控制电压，并将实际电压值模拟控制电压与激光器的实际温度对应的电压进行比较，生成控制信号，并将控制信号提供给半导体制冷控制器发送至PID控制器，PID控制器将实际电压值与预设电压值进行比较，并将实际电压值与预设电压值的差值发送至半导体制冷控制器，半导体制冷控制器根据实际电压值与预设电压值的差值将控制信号转换为对应的电流值，并根据对应的电流值驱动半导体制冷器。半导体制冷器在激光温控电路提供的电流值的驱动下调节激光器的温度，从而对激光器的温度进行准确的控制。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。