一种用于控制光模块波长的带加热柔板的光模块电路的制作方法

1.本实用新型涉及光通信相关部件领域，具体为一种用于控制光模块波长的带加热柔板的光模块电路。


背景技术：

2.随着互联网应用的发展，光模块的应用逐步的涉及到各个行业和地区，光模块包括rosa和tosa；rosa，指光接收次模块。主要应用光信号转化成电信号(o/e转换)，主要性能指标有灵敏度(sen)等；tosa，指光发射次模块，主要应用在电信号转化成光信号(e/o转换)，性能指标有光功率，阈值等。
3.目前的商业级tosa不能完全的满足现有市场的应用，尤其是一些环境非常恶劣的地方，环境温度会达到(-40～85℃)，在这种环境下，光模块波长会降低，由于光模块的波长必须要达到更高的指标要求才能满足其作业需求，所以导致光模块设计所需要的原材料的要求也逐渐提高；目前大多采用功率电阻对tosa的to封装表面进行加热来提高tosa的波长，但这种方案电路的耦合度较高，控制复杂，故障率高，制作成本较高，不利于大批量制备生产，所以我们需要一种对tosa进行稳定加热，方便控制，且成本低廉的光模块电路。


技术实现要素：

4.本实用新型的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种用于控制光模块波长的带加热柔板的光模块电路，包括：
5.直流转换芯片，其输入端与tosa主机电源连接；
6.控制芯片，其i/o端i和i/o端ⅱ分别与直流转换芯片的en端和fb端连接；
7.heater加热柔板，其输入端与直流转换芯片sw端连接；所述heater加热柔板输出端通过覆盖散热胶一体成型贴合在tosa的to封装层表面。
8.优选的是，其中，所述直流转换芯片选用tps62097，其vcc至接地端之间设置有10uf的滤波电容。
9.优选的是，其中，所述直流转换芯片的en端上外接有10k的限流电阻。
10.优选的是，其中，所述直流转换芯片的ss/tr端上外接有0.01uf的整流电容。
11.优选的是，其中，所述直流转换芯片的sw端上外接有2.2uf的整流电感。
12.优选的是，其中，所述直流转换芯片的sw端与fb端上并联有4.7k的限流电阻。
13.优选的是，其中，所述直流转换芯片的fb端与接地端之间连接2.87kω的限流电阻。
14.优选的是，其中，所述直流转换芯片的sw端与接地端之间连接有22uf 的整流电容。
15.优选的是，其中，所述直流转换芯片的fb端上外接有4.7kω的限流电阻
16.本实用新型至少包括以下有益效果：
17.通过使用heater加热柔板3的发热来提高tosa的to封装层的表面温度，使tosa能够工作在其正常工作温度范围内，由于tosa本身只能支持 (-20～85℃)，如果在低温-40℃环境下tosa就会存在失效的风险，但是通过heater加热柔板3后提高了tosa的表面温度使其达到＞-20℃。其次，通过heater加热柔板3发热来提高tosa的to封装层的表面温度，能够使 tosa的波长满足客户的指标要求，由于tosa的波长会随着温度的变化而发生变化，一般的tosa内的dfb(激光器)的to温度每降低1℃，波长会降低0.08～0.09nm,有些模块对波长是有指标要求的，为了满足工业级需求就需要采用纯工业级的器件，这样成本会很高，然而，如果采用拓展级的器件(直流转换芯片1配合控制芯片2)，再使用heater加热柔板3提高to 的表面温度从而提高tosa的波长，就可以达到节约成本的目的，通过heater 加热柔板3的方式来提高tosa表面温度比传统的采用功率电阻来tosa表面温度的工艺更简单，生产更方便，也到达了节约成本的目的。
18.本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
19.图1为本实用新型的控制芯片的接线图；
20.图2为本实用新型的直流转换芯片的接线图；
具体实施方式
21.下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
22.图1-2示出了本实用新型的一种实现形式，包括：
23.直流转换芯片1，其输入端与tosa主机电源10连接；
24.控制芯片2，其i/o端i 21和i/o端ⅱ22分别与直流转换芯片1的en端 11和fb端12连接；
25.heater加热柔板3，其输入端与直流转换芯片1sw端连接；所述heater 加热柔板3输出端通过覆盖散热胶一体成型贴合在tosa的to封装层表面。
26.工作原理：
27.tosa主机电源的输出电压(3.3v)经直流转换芯片1转换后加载到heater 加热柔板3上，方便调控(0～3.3v)，效果稳定；控制芯片2的i/o端ⅱ21 输出en_62097信号至直流转换芯片1的en端11，用来作为heater加热柔板3的开启与关闭的控制信号，调控方便，效果稳定；控制芯片的i/o端i 22 输出heater_dac信号至直流转换芯片1的fb端12，用来作为heater加热柔板3的电压输出控制信号，从而达到控制heater加热柔板3发热量的目的，进而，将热量通过散热胶传递给tosa的to封装表面，以此控制光模块的波长，调控方便，效果稳定。
28.这种方案具备的优势在于：
29.通过使用heater加热柔板3的发热来提高tosa的to封装层的表面温度，使tosa能够工作在其正常工作温度范围内，由于tosa本身只能支持 (-20～85℃)，如果在低温-40℃环境下tosa就会存在失效的风险，但是通过heater加热柔板3后提高了tosa的表面温度使其达到＞-20℃。其次，通过heater加热柔板3发热来提高tosa的to封装层的表面温度，能够使 tosa的波长满足客户的指标要求，由于tosa的波长会随着温度的变化而发生变化，一般的tosa内的dfb(激光器)的to温度每降低1℃，波长会降低0.08～0.09nm,有些模块对波长是有指标要求的，为了满足工业级需求就需要采用纯工业级的器件，这样成本会很高，然而，如果采用拓展级的器件(直流转换芯片1配合控制芯片2)，再使用heater加热柔板3提高to 的表面温度从而提高tosa的波长，就可以达到节约成本的目的，通过heater 加热柔板3的方式来提高tosa表面温度比传统的采用功率电阻来tosa表面温度的工艺更简单，生产更方便，也到达了节约成本的目的。
30.在上述技术方案中，所述直流转换芯片1选用tps62097，其vcc至接地端之间设置有10uf的滤波电容13。
31.在上述技术方案中，所述直流转换芯片1的en端上外接有10k的限流电阻14。
32.在上述技术方案中，所述直流转换芯片1的ss/tr端上外接有0.01uf的整流电容15。
33.在上述技术方案中，所述直流转换芯片1的sw端上外接有2.2uf的整流电感16。
34.在上述技术方案中，所述直流转换芯片1的sw端与fb端上并联有4.7k 的限流电阻17。
35.在上述技术方案中，所述直流转换芯片1的fb端与接地端之间连接2.87k ω的限流电阻18。
36.在上述技术方案中，所述直流转换芯片1的sw端与接地端之间连接有 22uf的整流电容19。
37.在上述技术方案中，所述直流转换芯片1的fb端上外接有4.7kω的限流电阻191。
38.在另一种实施例中：
39.对不带heater加热柔板和有带heater加热柔板的模块在低温-40℃下各自的波长测试数据具体如表1：
40.其中，heater信号来自于芯片tps62097的电压输出，作为heater加热柔板的输入电压，通过控制heater输出电压的大小来控制模块波长；
41.表1
[0042][0043][0044]
可见，使用一种带heater加热功能柔板可实现对模块波长控制的电路设计，相对常规方案的模块电路设计，增加一块dc-dc电路(直流转换芯片1)，由于此电路的输出电压可控(0～3.3v)，来作为heater加热柔板3的输入电压，heater加热柔板会通过垫在tosa to表面的散热胶将热量传输到to端，提升to表面的温度，从而到达控制模块波长的效果。
[0045]
通过逐一对比模块波长(常规方案)和模块波长(heater加热柔板方案)，可发现通过本装置的加热，使得tosa波长有3～4nm的提升，达到了我们相应的工业标准或客户的指标要求。
[0046]
这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本实用新型的说明的。对本实用新型的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。