CN111380262A - 制冷和预热驱动控制电路以及电气设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制冷和预热驱动控制电路以及电气设备，第一开关电路的同向输出端连接第一门电路的第一输入端，第一开关电路的反向输出端连接第三门电路的第一输入端；第二开关电路的同向输出端连接第二门电路的第一输入端，第二开关电路的反向输出端连接第四门电路的第一输入端；第一门控制模块的接地参考端连接电势拉升电路，第一门控制模块的电源端用于连接直流高电压源；第一门电路、第二门电路、第三门电路和第四门电路的第二输入端分别用于连接外部电平信号源；第一门电路、第二门电路、第三门电路和第四门电路的输出端用于连接至TEC制冷预热控制模块。本发明可实现快速升温和降温，且可适用于大部分电气设备，尤其是大功率的电气设备。

Description

制冷和预热驱动控制电路以及电气设备

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，特别涉及一种制冷和预热驱动控制电路以及电气设备。

背景技术

目前，越来越多的设备需要预热启动和制冷散热以保证正常运行。然而，传统技术中部分制冷制热的驱动控制电路驱动能力较小。随着用电设备对功率要求的提高，虽然也存在一些输出负载功率较高的制冷制热装置，但是电路结构较为复杂、不够完善且不便于驱动控制，且倘若负载的压降较低，长时间的过流会对电路造成损坏等不良影响。因此，传统技术中负载的制冷制热装置其局限性较小。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种制冷和预热驱动控制电路以及电气设备。

在一个实施例中，本发明提供一种制冷和预热驱动控制电路，包括：包括：第一开关电路、第二开关电路、第一门控制模块、第二门控制模块以及电势拉升电路；

第一开关电路和第二开关电路的输入端用于接入互为相反的外部电平信号；第一门控制模块包括第一门电路和第二门电路；第二门控制模块包括第三门电路和第四门电路；

第一开关电路的同向输出端连接第一门电路的第一输入端，第一开关电路的反向输出端连接第三门电路的第一输入端；

第二开关电路的同向输出端连接第二门电路的第一输入端，第二开关电路的反向输出端连接第四门电路的第一输入端；

第一门控制模块的接地参考端连接电势拉升电路，第一门控制模块的电源端用于连接直流高电压源；

第一门电路、第二门电路、第三门电路和第四门电路各自的第二输入端分别用于连接外部电平信号源；第一门电路、第二门电路、第三门电路和第四门电路的输出端用于连接至TEC制冷预热控制模块。

在其中一个实施例中，第一开关电路包括第一开关器件、第一三极管、第一下拉电阻以及第一上拉电阻；

第二开关电路包括第二开关器件、第二三极管、第二下拉电阻以及第二上拉电阻；

第一开关器件的输出端分别连接第一下拉电阻的一端和第一三极管的基极；第一三极管的集电极连接第一上拉电阻；第一三极管的发射极和第一下拉电阻的另一端均接地；第一开关器件的输入端作为第一开关电路的输入端，第一开关器件的输出端作为第一开关电路的反向输出端；第一三极管的集电极作为第一开关电路的同向输出端；

第二开关器件的输入端作为第二开关电路的输入端，第二开关器件的输出端分别连接第二下拉电阻的一端和第二三极管的基极；第二三极管的集电极连接第二上拉电阻；第二三极管的发射极和第二下拉电阻的另一端均接地；第二开关器件的输出端作为第二开关电路的输入端，第二开关器件的输出端作为第二开关电路的反向输出端；第二三极管的集电极作为第二开关电路的同向输出端。

在其中一个实施例中，第一开关器件和第二开关器件为光电耦合器。

在其中一个实施例中，电势拉升电路包括第三三极管、第一稳压二极管、第二稳压二极管以及第三下拉电阻；

第一稳压二极管的正极分别连接第三三极管的发射极和第一门控制模块的接地参考端；第一稳压二极管的负极连接第二稳压二极管的负极，并用于连接至直流高电压源；第三三极管的基极分别连接第二稳压二极管的正极和第三下拉电阻的一端；第三下拉电阻的另一端和第三三极管的集电极均接地。

在其中一个实施例中，还包括两个负极相互连接的第一二极管和第二二极管；

第一二极管的正极连接第一开关电路的同向输出端；第二二极管的正极连接第二开关电路的同向输出端；第一二极管和第二二极管的负极连接处作为外部电平信号源，并与第一门电路、第二门电路、第三门电路和第四门电路各自的第二输入端连接。

在其中一个实施例中，还包括信号触发器、第四三极管和第三上拉电阻；

信号触发器的输入端连接负极连接处，信号触发器的输出端连接第四三极管的基极；第四三极管的发射极接地，第四三极管的集电极与第三上拉电阻的一端的连接处连接至第一门电路和第二门电路的第二输入端；第三上拉电阻的另一端连接直流高电压源。

在其中一个实施例中，还包括用于对第二门控制模块提供电源的稳压电源模块、复位电路、第一电阻和第二电阻；

稳压电源模块连接复位电路的电压检测端；第一电阻的一端分别连接复位电路的复位端、第三门电路的第二输入端、第四门电路的第二输入端、以及信号触发器的输入端；第一电阻的另一端分别连接第二电阻的一端以及负极连接处；第二电阻的另一端接地。

在其中一个实施例中，还包括连接第四三极管的基极的使能电路。

在一个实施例中，本发明还提供了一种电气设备，包括制冷和预热驱动控制电路、以及连接制冷和预热驱动控制电路的TEC制冷预热控制模块。

在其中一个实施例中，TEC制冷预热控制模块包括连接至TEC制冷预热控制模块的冷端的第一滤波电路、和连接至TEC制冷预热控制模块的热端的第二滤波电路。

本发明提供的制冷和预热驱动控制电路以及电气设备至少具有以下技术效果：

本发明的制冷和预热驱动控制电路以及电气设备，第一开关电路和第二开关电路的输入端用于接入互为相反的外部电平信号。第一门控制模块的输入端分别连接第一开关电路和第二开关电路，第二门控制模块的输入端也分别连接第一开关电路和第二开关电路。第一门控制模块和第二门控制模块的输出端连接至TEC制冷预热控制模块。同时，第一门控制模块的接地参考端还连接了电势拉升电路，电源端用于连接直流高电压源。从而，本发明各实施例能够基于第一门控制模块、第二门控制模块，并结合第一开关电路和第二开关电路，不仅提高了制冷和预热的响应速度。同时通过电势拉升电路将第一门控制模块的接地参考端的电势位拉高，以及配合外接的直流高电压源，从而增强了对TEC制冷预热控制模块的驱动能力。本发明实施例电路结构简单且集成度较高，可实现快速升温和降温，且能够适用于大部分的电气设备，尤其是大功率的电气设备。

附图说明

图1为本发明一个实施例中制冷和预热驱动控制电路的结构示意图；

图2为本发明一个实施例中制冷和预热驱动控制电路的另一结构示意图；

图3为本发明一个实施例中制冷和预热驱动控制电路的第一开关电路的结构示意图；

图4为本发明一个实施例中制冷和预热驱动控制电路的第二开关电路的结构示意图；

图5为本发明一个实施例中制冷和预热驱动控制电路的第一开关电路的另一结构示意图；

图6为本发明一个实施例中制冷和预热驱动控制电路的第二开关电路的另一结构示意图；

图7为本发明一个实施例中制冷和预热驱动控制电路的电势拉升电路的结构示意图；

图8为本发明一个实施例中制冷和预热驱动控制电路中外部电平信号源的结构示意图；

图9为本发明一个实施例中制冷和预热驱动控制电路的另一结构示意图；

图10为本发明一个实施例中制冷和预热驱动控制电路的另一结构示意图；

图11为本发明一个实施例中制冷和预热驱动控制电路的另一结构示意图；

图12为本发明一个实施例中制冷和预热驱动控制电路的另一结构示意图；

图13为本发明一个实施例中制冷和预热驱动控制电路的稳压电源模块的结构示意图；

图14为本发明一个实施例中制冷和预热驱动控制电路的复位电路的结构示意图；

图15为本发明一个实施例中制冷和预热驱动控制电路中使能电路的结构示意图；

图16为本发明一个实施例中制冷和预热驱动控制电路中使能电路的另一结构示意图；

图17为本发明一个实施例中电气设备的结构示意图；

图18为本发明一个实施例中电气设备的TEC制冷预热控制模块的结构示意图。

具体实施方式

在下文中，将更全面地描述本发明的各种实施例。本发明可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。然而，应理解：不存在将本发明保护范围限于在此公开的特定实施例的意图，而是应将本发明理解为涵盖落入本发明的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。

在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本发明的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本发明的各种实施例中，表述“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。

在本发明的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本发明的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。

在本发明的各种实施例中使用的术语“用户”可指示使用电子装置的人或使用电子装置的装置(例如，人工智能电子装置)。

在本发明的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本发明的各种实施例。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。

参见图1，在一个实施例中，本发明提供了一种制冷和预热驱动控制电路，包括：第一开关电路110、第二开关电路120、第一门控制模块130、第二门控制模块150以及电势拉升电路140。

第一开关电路110和第二开关电路120的输入端IN1、IN2用于接入互为相反的外部电平信号；第一门控制模块130包括第一门电路130a和第二门电路130b；第二门控制模块150包括第三门电路150a和第四门电路150b。

第一开关电路110的同向输出端连接第一门电路的第一输入端1A，第一开关电路的反向输出端连接第三门电路的第一输入端3A。

第二开关电路120的同向输出端连接第二门电路的第一输入端2A，第二开关电路的反向输出端连接第四门电路的第一输入端4A。

第一门控制模块130的接地参考端连接电势拉升电路140，第一门控制模块130的电源端用于连接直流高电压源160。

第一门电路130a、第二门电路130b、第三门电路150a和第四门电路160a各自的第二输入端1B、2B、3B、4B分别用于连接外部电平信号源180；第一门电路130a、第二门电路130b、第三门电路150a和第四门电路150b的输出端用于连接至TEC制冷预热控制模块170。

如图3所示，本发明实施例可应用于电气设备中所采用的现有技术中的TEC(Thermo Electric Cooler)制冷预热控制模块170，其包括四个开关管，如两个P型MOS开关管组成一组上臂开关管Q11和Q12，另外两个N型MOS开关管组成一组下臂开关管Q13和Q14，通过导通对应的对角线上的开关管以改变TEC制冷器冷端1和热端2的电流流向而实现制冷或预热，其预热和制冷原理在此不再赘述。

第一门控制模块130控制TEC制冷预热控制模块170的一组开关管如上臂开关管，则第二门控制模块150控制下臂开关管。因为根据TEC制冷预热控制模块170通过导通以及断开对角开关管以改变TEC制冷器冷端1和热端2电流方向，以实现制冷和预热的工作原理。因此，为了实现对驱动能力的提高，较优地，将控制一组上臂开关管的第一门控制模块130的接地参考端不直接接地且不为零电位，而是连接电势拉升电路140，从而提高电路的公共参考电位。同时电源端连接直流高电压源160，从而将第一门控制模块130的接地参考端的电势位拉高，以适应大功率电气设备，满足对大功率电器设备的TEC制冷预热控制模块170的驱动能力。进一步地，第一门控制模块130和第二门控制模块150由于采用数字逻辑控制，因此，驱动能力较大，同时响应速度快且易于集成。本发明实施例整体上可对大功率电气设备的制冷和预热进行驱动，快速升温降温。

进一步地，为了保证能够导通一对角上的开关管，断开另一对角上的开关管，因此，第一开关电路110和第二开关电路120的输入端用于接入互为相反的外部电平信号。而第一开关电路110的同向输出端连接第一门电路130a的第一输入端1A，第一开关电路110的反向输出端连接第三门电路150a的第一输入端3A。第二开关电路120的同向输出端连接第二门电路130a的第一输入端2A，第二开关电路120的反向输出端连接第四门电路150b的第一输入端4A。而第一门电路130a、第二门电路130b、第三门电路150a和第四门电路150b的第二输入端1B、2B、3B、4B通过连接外部电平信号源180以保持在高电平状态或低电平状态。进一步地，当第一门电路130a、第二门电路130b、第三门电路150a和第四门电路150b各自的输出端连接至TEC制冷预热控制模块170对应的开关管的输入端时，根据数字逻辑控制原理可实现对应对角上的开关管导通或关闭，从而改变负载TEC制冷器冷端1和热端2的电流方向以实现制热或制冷。其中，第一门控制模块130和第二门控制模块150可包括与非门模块或与门模块，即第一门控制模块130和第二门控制模块150可包括的门控制模块可以都为与非门模块，或都为与门模块，或一个为与非门模块一个为与门模块。

其中，直流高电压源160的电压范围为24V-36V，较优为24V。第一开关电路110和第二开关电路120可包括光电耦合器或PNP三极管中的任一种。

例如本发明实施例的第一门控制模块130包括与非门模块U3如74HC00，第二门控制模块150包括与门模块U4如74HC08，外部电平信号源180向与非门模块U3中第一门电路的第二输入端1B、第二门电路的第二输入端2B，和与门模块U4中的第三门电路的第二输入端3B、第四电路的第二输入端4B提供高电平信号。与非门模块U3的接地参考端接电势拉升电路140，电源端接直流高电压源160，以提高与非门模块U3的驱动能力。而直流高电压源为24V直流。其中，与非门模块U3中第一门电路的输出端1Y连接TEC制冷预热控制模块的上臂开关管Q12，第二门电路的输出端2Y连接上臂开关管Q11，与门模块U4中第三门电路的输出端3Y连接下臂开关管Q14，第四门电路的输出端4Y连接下臂开关管Q13。

TEC制冷预热控制模块的加热启动时，例如给与非门模块U3的输入端高电平，与门模块U4的输入端低电平。此时，第一开关电路110不导通，第二开关电路120导通。第一开关电路110的同向输出端输出高电平，反向输出端输出低电平；第二开关电路120的同向输出端输出低电平，反向输出端输出高电平。因而，与非门模块U3中第一门电路的第一输入端1A为高电平，第二门电路的第一输入端2B为低电平，与门模块U4中第三门电路的第一输入端3A为低电平，第四门电路的第一输入端4A为高电平。而由于第一门电路的第二输入端1B、第二门电路的第二输入端2B，和第三电路的第二输入端3B、第四门电路的第二输入端4B提供高电平信号，因此，与非门模块U3的第一门电路的输出端1Y输出低电平，第二门电路的输出端2Y输出高电平；而与门模块U4的第三门电路的3Y输出低电平，第四门电路的输出端4Y输出高电平。所以，此时Q11和Q14导通，Q12和Q13不导通，电流由冷端1流向热端2，TEC制冷器开始加热。

TEC制冷预热控制模块的制冷启动时，例如给与非门模块U3的输入端低电平，与门模块U4的输入端高电平。此时，第一开关电路110导通，第二开关电路120不导通。第一开关电路110的同向输出端输出低电平，反向输出端输出高电平；第二开关电路120的同向输出端输出高电平，反向输出端输出低电平。因而，与非门模块U3中第一门电路的第一输入端1A为低电平，第二门电路的第一输入端2A为高电平，与门模块U4中第三门电路的第一输入端3A为高电平，第四门电路的第一输入端4A为低电平。而由于第一门电路的第二输入端1B、第二门电路的第二输入端2B，和第三电路的第二输入端3B、第四门电路的第二输入端4B提供高电平信号，因此，与非门模块U3的第一门电路的输出端1Y输出高电平，第二门电路的输出端2Y输出低电平；而与门模块U4的第三门电路的3Y输出高电平，第四门电路的输出端4Y输出低电平。所以，此时Q11和Q14不导通，Q12和Q13导通，电流由热端2流向冷端1，TEC制冷器开始制冷。

本发明的制冷和预热驱动控制电路，第一开关电路110和第二开关电路120的输入端用于接入互为相反的外部电平信号。第一门控制模块130的输入端分别连接第一开关电路110和第二开关电路120，第二门控制模块150的输入端也分别连接第一开关电路110和第二开关电路120。第一门控制模块130和第二门控制模块150的输出端连接至TEC制冷预热控制模块170。同时，第一门控制模块130的接地参考端还连接了电势拉升电路140，电源端用于连接直流高电压源160。从而，本发明实施例能够基于第一门控制模块130、第二门控制模块150，并结合第一开关电路110和第二开关电路120，不仅提高了制冷和预热的响应速度。同时通过电势拉升电路140将第一门控制模块130的接地端的电势位拉高，以及配合外接的直流高电压源160，从而增强了对TEC制冷预热控制模块170的驱动能力。本发明实施例电路结构简单且集成度较高，可实现快速升温和降温，且能够适用于大部分的电气设备，尤其是大功率的电气设备。

参见图1、图3和图4，在一个具体的实施例中，第一开关电路包括第一开关器件T1、第一三极管Q1、第一下拉电阻R11以及第一上拉电阻R12。

第二开关电路包括第二开关器件T2、第二三极管Q2、第二下拉电阻21以及第二上拉电阻R22。

第一开关器件T1的输出端分别连接第一下拉电阻R11的一端和第一三极管Q1的基极；第一三极管Q1的集电极连接第一上拉电阻R12；第一三极管Q1的发射极和第一下拉电阻R11的另一端接地；第一开关器件T1的输入端作为第一开关电路的输入端IN1，第一开关器件T1的输出端作为第一开关电路的反向输出端；第一三极管Q1的集电极作为第一开关电路的同向输出端。

第二开关器件T2的输出端分别连接第二下拉电阻R21的一端和第二三极管Q2的基极；第二三极管Q2的集电极连接第二上拉电阻R22；第二三极管Q2的发射极和第二下拉电阻R21的另一端接地；第二开关器件T2的输入端作为第二开关电路的输入端，所述第二开关器件T2的输出端作为第二开关电路的反向输出端；所述第二三极管Q2的集电极作为第二开关电路的同向输出端。

例如，如图2所示，第一门控制模块为与非门模块U3，第二门控制模块为与门模块U4，外部电平信号源180提供高电平，其中，与非门模块U3中第一门电路的输出端1Y连接TEC制冷预热控制模块170的上臂开关管Q12，第二门电路的输出端2Y连接上臂开关管Q11，与门模块U4中第三门电路的输出端3Y连接下臂开关管Q14，第四门电路的输出端4Y连接下臂开关管Q13。如图3和图4，第一开关器件T1和第二开关器件T2可以为光电偶合器或PNP三极管。当第一开关器件为PNP三极管时，其基极作为第一开关电路的输入端IN1，集电极作为反向输出端IO1；当第二开关器件为PNP三极管时，其基极作为第二开关电路的输入端IN2，集电极作为反向输出端IO2。当第一开关器件为光电耦合器时，其入射端的负极作为第一开关电路的输入端IN1，发射极作为反向输出端IO1。当第二开关器件为光电耦合器时，其入射端的负极作为第二开关电路的输入端IN2，发射极作为反向输出端IO2。

TEC制冷预热控制模块的加热启动时，例如给第一门控制模块的输入端IN1高电平，第二门控制模块的输入端IN2低电平。第一开关器件T1不导通，第二开关器件T2导通。第一开关器件T1的输出端IO1由于第一下拉电阻R11将电位拉低输出低电平至第三门电路的第一输入端3A,且第一三极管Q1不导通，第一门电路的第一输入端1A的电位被第一三极管Q1集电极的第一上拉电阻R12上拉为高电平。第二开关器件T2的输出端IO2输出高电平至第四门电路的第一输入端4A，且第二三极管Q2导通，而导通的第二三极管Q2的集电极将第二门电路的第一输入端2A的电位拉低至低电平。因此，如图2所示，与非门模块U3的第一门电路的输出端1Y输出低电平，第二门电路的输出端2Y输出高电平；而与门模块U4的第三门电路的3Y输出低电平，第四门电路的输出端4Y输出高电平。所以，此时Q11和Q14导通，Q12和Q13不导通，电流由冷端1流向热端2，TEC制冷器开始加热。

TEC制冷预热控制模块的制冷启动时，例如给第一门控制模块的输入端IN1低电平，第二门控制模块的输入端IN2高电平。第一开关器件T1导通，第二开关器件T2不导通。第一开关器件T1的输出端IO1输出高电平至第三门电路的第一输入端3A,且第一三极管Q1导通，导通的第一三极管Q1的集电极将第一门电路的第一输入端1A电位拉低为低电平。第二开关器件T2的输出端IO2由于第二下拉电阻R21将电位拉低输出低电平至第四门电路的第一输入端4A，且第二三极管Q2不导通，第二门电路的第一输入端2A的电位被第二三极管Q2集电极的第二上拉电阻R22上拉为高电平。因此，如图2所示，与非门模块U3的第一门电路的输出端1Y输出高电平，第二门电路的输出端2Y输出低电平；而与门模块U4的第三门电路的3Y输出高电平，第四门电路的输出端4Y输出低电平。所以，此时Q11和Q14不导通，Q12和Q13导通，电流由热端2流向冷端1，TEC制冷器开始制冷。

其中，第一开关电路还包括限流电阻Ra和Rb，第一上拉电阻R12的另一端连接外部电源VCC。第二开关电路还包括限流电阻Rc和Rd，第二上拉电阻R22的另一端连接外部电源VCC。

本发明实施例的制冷和预热驱动控制电路，其第一开关电路和第二开关电路分别包括开关器件、三极管、下拉电阻和上拉电阻，在接收到互为反向的电平信号后，能够实现同向输出和反向输出，从而能够对第一门控制模块和第二门控制模块中各门电路实现数字逻辑控制，以实现对TEC制冷预热控制模块中开关管的对角通断控制。同时，通过第一开关电路和第二开关电路中的三极管能够将微弱信号放大至大幅值信号，进一步有助于增大电路的驱动能力。本发明实施例电路结构较为完善，集成度较高，且成本较低，在保证对第一门控制模块和第二门控制模块稳定控制的同时，有助于提高驱动能力。

参见图5和图6，在一个具体的实施例中，第一开关器件和第二开关器件为光电耦合器。

光电耦合器U6入射端的负极作为第一开关电路的输入端IN1，发射极分别连接第一下拉电阻R11的一端和第一三极管Q1的基极，且作为第一开关电路的反向输出端IO1。而光电耦合器U7的负极作为第二开关电路的输入端，发射极分别连接第二下拉电阻R21的一端和第二三极管Q2的基极，且作为第二开关电路的反向输出端IO2。

本发明实施例的制冷和预热驱动控制电路，第一开关电路和开关电路中包括光电耦合器，起到隔离保护的作用。可防止负载大功率输出带来的干扰，从而使得输入输出能够完全隔离。本发明实施例在能够驱动大功率负载电气设备的同时，提高了电路的可靠性。

较优地，可增加限流电阻Rf和Rg，以提高电路的可靠性。

参见图1和图7，在一个具体的实施例中，电势拉升电路包括第三三极管Q3、第一稳压二极管D1、第二稳压二极管D2以及第三下拉电阻R31。

第一稳压二极管D1的正极分别连接第三三极管Q3的发射极和第一门控制模块130的接地参考端GND，第一稳压二极管D1的负极连接第二稳压二极管D2的负极、并用于连接至直流高电压源160；第三三极管Q3的基极分别连接第二稳压二极管D2的正极和第三下拉电阻R31的一端；第三下拉电阻R3的另一端和第三三极管Q3的集电极均接地。

第三三极管Q3为PNP三极管。第三三极管Q3在第三下拉电阻R3的下拉下导通，进而第二稳压二极管D2保证了第三三极管Q3的基极保持在高电势电压，同时第一稳压二极管D1也保证了导通的第三三极管Q3的发射极保持在高电势电压。从而第三三极管Q3能够通过第一稳压二极管D1和第二稳压二极管D2拉升第一门控制模块130的接地参考端GND的电势位，以配合外接的直流高电压源160提高驱动能力。进一步地，稳压二极管的参数和第三下拉电阻R31的参数可根据实际的电路设计而定，以使得第一门控制模块130的接地参考端GND的电势位得到拉升。进一步地，还包括滤波电容Ca和Cb。

例如，如图2所示，第一门控制模块130包括与非门模块U3如74HC00，较优地，第三下拉电阻R31的阻值为5.6KΩ，第一稳压二极管D1和第二稳压二极管D2为6.2V的稳压二极管。从而第三三极管Q3在第三下拉电阻R31的下拉下导通，第二稳压二极管D2将第三三极管Q3的基极电压稳定在6.2V，第一稳压二极管D1也保证了导通的第三三极管Q3的发射极稳定在6.2-17.8V之间。

本发明实施例的制冷和预热驱动控制电路，电势拉升电路140包括第三三极管Q3、第一稳压二极管D1、第二稳压二极管D2以及第三下拉电阻R31，其电路结构简单且易实现，有效拉升了第一门控制模块130接地端参考端的电势位，从而实现了驱动能力的提高。从而本发明实施例能够适用于大功率负载的电气设备，以驱动大功率负载的电气设备的TEC制冷预热控制模块170。

参见图1和图8，在一个具体的实施例中，还包括两个负极相互连接的第一二极管D11和第二二极管D22。

第一二极管D11的正极连接第一开关电路110的同向输出端；第二二极管D22的正极连接第二开关电路120的同向输出端；第一二极管D11和第二二极管D22的负极连接处作为外部电平信号源180，并与第一门电路、第二门电路、第三门电路和第四门电路各自的第二输入端连接。

由于第一开关电路110和第二开关电路120的输出端用于接入互为相反的外部电平信号，因此，第一二极管D11和第二二极管D22的负极都为高电平，从而其第一二极管D11和第二二极管D22的负极连接处作为外部电平信号源180。该负极连接处接至第一门电路、第二门电路、第三门电路和第四门电路各自的第二输入端，以保持在高电平状态。

本发明实施例的制冷和预热驱动控制电路，通过第一二极管D11和第二二极管D22作为外部电平信号源180，为第一门控制模块130和第二门控制模块150提供电平信号，从而有助于配合电势拉升电路140实现大功率的制冷和预热驱动。

如图9，较优地，第一门控制模块包括与非门模块U3，第二门控制模块包括与门控制模块U4，第一开关器件为光电耦合器U6，第二开关器件为光电耦合器U7。则第一二极管D11的正极连接光电耦合器U6的发射极；第二二极管D22的正极连接光电耦合器U7的发射极；第一二极管D11和第二二极管D22的负极连接处作为外部电平信号源，并连接至第一门电路、第二门电路、第三门电路和第四门电路各自的第二输入端1B、2B、3B、4B。

参见图10，在一个具体的实施例中，还包括信号触发器10、第四三极管Q4和第三上拉电阻R32。

信号触发器10的输入端连接负极连接处，信号触发器10的输出端连接第四三极管Q4的基极；第四三极管Q4的发射极接地，第四三极管Q4的集电极与第三上拉电阻R3的一端的连接处连接至第一门电路130a和第二门电路130b的第二输入端1B、2B；第三上拉电阻R32的另一端连接直流高电压源。

信号触发器10可以为与非门芯片或PNP三极管。如图11所示，若信号触发器为与非门芯片U5，则其中一门电路的两输入端5A和5B连接至负极连接处，输出端5Y连接至第四三极管Q5的基极。由于第一二极管D11和第二二极管D22的负极连接处为高电平信号，因此，与非门芯片U5的输出端5Y输出低电平至第四三极管Q4的基极，第四三极管Q4不导通，第一门电路130a的第二输入端1B的电位被第三上拉电阻R32上拉为高电平。若信号触发器为PNP三极管，则基极连接至负极连接处，集电极连接至第四三极管Q4的基极。由于第一二极管D11和第二二极管D22的负极连接处为高电平信号，该PNP三极管不导通，第四三极管Q4不导通，第一门电路的第一输入端2B电位被第三上拉电阻R32上拉为高电平。

本发明实施例的制冷和预热驱动控制电路，通过信号触发器10、第四三极管Q4和第三上拉电阻R32，将第一二极管D11和第二二极管D22的负极连接处作为外部电平信号源输出的电平信号输出给第一门控制电路。其电路结构较为完善，通过信号触发器10和第四三极管Q4实现幅值较大的信号输出给第一门控制模块，有助于通过幅值较大的信号控制提升了驱动能力的第一门控制模块，使得第一门控制模块能够稳定地对TEC制冷和预热驱动电路的驱动。

参见图12，在一个具体的实施例中，还包括用于对第二门控制模块提供电源的稳压电源模块20、复位电路30、第一电阻R1和第二电阻R2。

稳压电源模块20连接复位电路30的电压检测端；第一电阻R1的一端分别连接复位电路30的复位端、第三门电路150a的第二输入端3B、第四门电路150b的第二输入端4B、以及信号触发器10的输入端，第一电阻R1的另一端分别连接第二电阻R2的一端以及负极连接处；第二电阻R2的另一端接地。

稳压电源模块20对第二门电路模块提供直流低电压电源，当出现过压或过流时输出故障信号至复位电路30的电压检测端。此时，复位电路30的复位端输出低电平的复位信号，第一二极管D11和第二二极管D22的负极连接处的高电平信号受该复位信号影响通过第一电阻R1和第二电阻R2分压被拉低。因此第二门控制模块的第三门电路150a和第四门电路150b的第二输入端3B、4B为低电平。同时信号触发器10的输入端转为低电平状态，输出端输出高电平，第四三极管Q4导通，第四三极管Q4集电极为低电平，此时，第一门控制模块的第一门电路130a和第二门电路130b的第二输入端为低电平。由于，在正常运行时，外部电平信号输出给第一门电路130a、第二门电路130b、第三门电路150a和第四门电路150b的第二输入端1B、2B、3B、4B为高电平，通过切换各自的第一输入端电平信号以实现制冷制热。而当出现过压或过流等故障时，由于复位电路30的复位信号使得外部电平信号提供给各门电路的第二输入端的电平转为了低电平，且各门电路的第一输入端也随之转变，使得TEC制冷预热驱动电路的对角开关管导通失效，从而停止工作，实现保护作用。

此时，例如第一门控制模块控制TEC制冷预热控制模块的一组开关管如上臂开关管，则第二门控制模块控制下臂开关管。第一门控制模块包括与非门模块如74HC00，第二门控制模块包括与门模块74HC08。当出现过流或过压故障时，与非门模块中的第一门电路和第二门电路的输出端1Y和2Y输出高电平，与门模块中的第三门电路和第四门电路的输出端3Y和4Y输出低电平，从而TEC制冷预热驱动电路对角导通失效，停止工作。

本发明实施例的制冷和预热驱动控制电路，具备过压过流保护，进一步提高了电路的可靠性和安全性，防止电路中的器件被破坏。

参见图13，在一个具体的实施例中，稳压电源模块包括稳压芯片U2、二极管D3、稳压二极管D4、保险丝F1、电容C1、电阻R4和电阻R29。其中，稳压芯片U2的电压输出端OUT连接至复位电路的电压检测端以及第二门控制模块的电源输入端。稳压芯片U2的输入端IN连接供电电源，如外部直流高电压源。进一步地，还包括发光二极管D5，用于作为指示灯。

参见图14，在一个具体的实施例中，复位电路包括复位芯片U9和二极管D6，复位芯片的接地端GND接地，电压检测端C连接至稳压电源模块的电压输出端，复位端RET通过二极管D6连接至第一电阻R1、第三门电路的第二输入端3B、第四门电路的第二输入端4B以及信号触发器的输入端，以起到隔离防止回流的作用。进一步地，还包括电阻R40、电阻R50和电容C8。

本发明实施例的制冷和预热驱动控制电路，电路结构较为完善，有助于提高电路的可靠性。

参见图12，在一个具体的实施例中，还包括连接第四三极管Q4的基极的使能电路40。

正常工作时，向使能电路输入高电平信号时第四三极管不导通，从而使得本发明实施例的制冷和预热驱动控制电路使能并保持工作状态。较优地，向使能电路输入PWM信号，输入频率范围可以在0-10kHz，也可以满载输出。本发明实施例可使得制冷和预热驱动控制电路稳定工作，同时有助于实现可调节的功率输出，从而能够根据使用需求调节制冷或预热的速度。

参见图15和图12，进一步地，使能电路可包括光电耦合器U1，进一步地，还包括电连接光电耦合器U1的正极输入端的电阻R60、连接在发射极的电阻R65和二极管D9。其中，光电耦合器U1的负极输入端作为使能电路的输入端ENA，发射极连接第四三极管Q4，正极输入端和集电极连接外部电源。正常工作时，向光电耦合器U1的负极输入端输入高电平信号时，第四三极管Q4不导通，从而使得制冷和预热驱动控制电路使能并保持工作状态。

本发明实施例的制冷和预热驱动控制电路，还包括使能电路，其使能电路可包括光电耦合器U1，因而在使能并保证处于工作状态的同时，可起到隔离作用。在满足大功率驱动的同时，使得输入输出完全隔离，防止故障导致对电路的损坏，以及有助于实现可调节的功率输出。

参照图12和图16，进一步地，使能电路可包括PNP三极管Q10，进一步地，还包括连接PNP三极管Q10的基极的电阻R70和电阻R75，连接集电极的电阻R80和二极管D10。其中，PNP三极管Q10的基极作为使能电路的输入端ENA，集电极连接第四三极管Q4。正常工作时，PNP三极管Q10的基极输入高电平信号时，第四三极管Q4不导通，从而使得制冷和预热驱动电路使能并保持工作状态。

本发明实施例的制冷和预热驱动控制电路，还包括使能电路，其使能电路可包括PNP三极管Q10，因而在使能并保证处于工作状态的同时，有助于实现可调节的功率输出。

参见图1和图17，在一个实施例中，本发明还提供了一种电气设备，包括制冷和预热驱动控制电路190、以及连接制冷和预热驱动控制电路的TEC制冷预热控制模块170。

本发明实施例的电气设备可以但不局限于包括激光治疗机器和LED照明设备。较优地，本发明实施例的TEC制冷预热控制模块170包括一组上臂P型MOS管Q11和Q12，和一组下臂N型MOS管Q13和Q14。而MOS管Q12的栅极连接第一门电路的输出端1Y，MOS管Q11的栅极连接第二门电路的输出端2Y，MOS管Q13的栅极连接第四门电路的输出端4Y，MOS管Q14的栅极连接第三门电路的输出端3Y。MOS管Q11和MOS管Q12的源极连接供电电源。MOS管Q13和MOS管Q14的源极接地。MOS管Q11和MOS管Q13的漏极串联，MOS管Q12和MOS管Q14的漏极串联。

需要说明的是，本发明实施例的制冷和预热驱动控制电路190可参照上述各实施例对制冷和预热驱动控制电路的限定说明，在此不在赘述。

本发明实施例的电气设备，包括制冷和预热驱动控制电路190和TEC制冷预热控制模块170。其中，制冷和预热驱动控制电路190中，第一开关电路和第二开关电路的输入端用于接入互为相反的外部电平信号。第一门控制模块的输入端分别连接第一开关电路和第二开关电路，第二门控制模块的输入端也分别连接第一开关电路和第二开关电路。第一门控制模块和第二门控制模块的输出端连接至TEC制冷预热控制模块170。同时，第一门控制模块的接地参考端还连接了电势拉升电路，电源端用于连接直流高电压源。从而，本发明实施例能够基于第一门控制模块、第二门控制模块，并结合第一开关电路和第二开关电路，不仅提高了制冷和预热的响应速度。同时通过电势拉升电路将第一门控制模块的接地端的电势位拉高，以及配合外接的直流高电压源，从而增强了对TEC制冷预热控制模块170的驱动能力。本发明实施例电路结构简单且集成度较高，可实现快速升温和降温，且能够适用于大部分的电气设备，尤其是大功率的电气设备。

参照图18，在一个具体的实施例中，TEC制冷预热控制模块包括连接TEC制冷预热控制模块的冷端1的第一滤波电路60、和TEC制冷预热控制模块的热端2的第二滤波电路70。

本发明实施例的电气设备，电路结构简单且易实现，通过第一滤波电路60和第二滤波电路70，可增强电气设备的抗干扰能力和滤波能力。

参见图18，还包括连接在TEC制冷预热控制模块的冷端1或热端2的保险丝F2，从而进一步地提高电路的可靠性。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。以上公开的仅为本发明的几个具体实施场景，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.制冷和预热驱动控制电路，其特征在于，包括：第一开关电路、第二开关电路、第一门控制模块、第二门控制模块以及电势拉升电路；

所述第一开关电路和所述第二开关电路的输入端用于接入互为相反的外部电平信号；所述第一门控制模块包括第一门电路和第二门电路；所述第二门控制模块包括第三门电路和第四门电路；

所述第一开关电路的同向输出端连接所述第一门电路的第一输入端，所述第一开关电路的反向输出端连接所述第三门电路的第一输入端；

所述第二开关电路的同向输出端连接所述第二门电路的第一输入端，所述第二开关电路的反向输出端连接所述第四门电路的第一输入端；

所述第一门控制模块的接地参考端连接所述电势拉升电路，所述第一门控制模块的电源端用于连接直流高电压源；

所述第一门电路、所述第二门电路、所述第三门电路和所述第四门电路各自的第二输入端分别用于连接外部电平信号源；所述第一门电路、所述第二门电路、所述第三门电路和所述第四门电路的输出端用于连接至TEC制冷预热控制模块。

2.根据权利要求1所述的制冷和预热驱动控制电路，其特征在于，所述第一开关电路包括第一开关器件、第一三极管、第一下拉电阻以及第一上拉电阻；

所述第二开关电路包括第二开关器件、第二三极管、第二下拉电阻以及第二上拉电阻；

所述第一开关器件的输出端分别连接所述第一下拉电阻的一端和所述第一三极管的基极；所述第一三极管的集电极连接所述第一上拉电阻；所述第一三极管的发射极和所述第一下拉电阻的另一端均接地；所述第一开关器件的输入端作为所述第一开关电路的输入端，所述第一开关器件的输出端作为所述第一开关电路的所述反向输出端；所述第一三极管的集电极作为所述第一开关电路的所述同向输出端；

所述第二开关器件的输入端作为所述第二开关电路的输入端，所述第二开关器件的输出端分别连接所述第二下拉电阻的一端和所述第二三极管的基极；所述第二三极管的集电极连接所述第二上拉电阻；所述第二三极管的发射极和所述第二下拉电阻的另一端均接地；所述第二开关器件的输出端作为所述第二开关电路的输入端，所述第二开关器件的输出端作为所述第二开关电路的所述反向输出端；所述第二三极管的集电极作为所述第二开关电路的所述同向输出端。

3.根据权利要求2所述的制冷和预热驱动控制电路，其特征在于，所述第一开关器件和所述第二开关器件为光电耦合器。

4.根据权利要求1所述的制冷和预热驱动控制电路，其特征在于，所述电势拉升电路包括第三三极管、第一稳压二极管、第二稳压二极管以及第三下拉电阻；

所述第一稳压二极管的正极分别连接所述第三三极管的发射极和所述第一门控制模块的接地参考端；所述第一稳压二极管的负极连接所述第二稳压二极管的负极，并用于连接至所述直流高电压源；所述第三三极管的基极分别连接所述第二稳压二极管的正极和所述第三下拉电阻的一端；所述第三下拉电阻的另一端和所述第三三极管的集电极均接地。

5.根据权利要求1所述的制冷和预热驱动控制电路，其特征在于，还包括两个负极相互连接的第一二极管和第二二极管；

所述第一二极管的正极连接所述第一开关电路的同向输出端；所述第二二极管的正极连接所述第二开关电路的同向输出端；所述第一二极管和所述第二二极管的负极连接处作为所述外部电平信号源，并与所述第一门电路、所述第二门电路、所述第三门电路和所述第四门电路各自的第二输入端连接。

6.根据权利要求5所述的制冷和预热驱动控制电路，其特征在于，还包括信号触发器、第四三极管和第三上拉电阻；

所述信号触发器的输入端连接所述负极连接处，所述信号触发器的输出端连接所述第四三极管的基极；所述第四三极管的发射极接地，所述第四三极管的集电极与所述第三上拉电阻的一端的连接处连接至所述第一门电路和所述第二门电路的第二输入端；所述第三上拉电阻的另一端连接所述直流高电压源。

7.根据权利要求6所述的制冷和预热驱动控制电路，其特征在于，还包括用于对所述第二门控制模块提供电源的稳压电源模块、复位电路、第一电阻和第二电阻；

所述稳压电源模块连接所述复位电路的电压检测端；所述第一电阻的一端分别连接所述复位电路的复位端、所述第三门电路的第二输入端、所述第四门电路的第二输入端、以及所述信号触发器的输入端；所述第一电阻的另一端分别连接所述第二电阻的一端以及所述负极连接处；所述第二电阻的另一端接地。

8.根据权利要求6所述的制冷和预热驱动控制电路，其特征在于，还包括连接所述第四三极管的基极的使能电路。

9.一种电气设备，其特征在于，包括权利要求1至8任意一项所述的制冷和预热驱动控制电路、以及连接所述制冷和预热驱动控制电路的TEC制冷预热控制模块。

10.根据权利要求9所述的电气设备，其特征在于，所述TEC制冷预热控制模块包括连接至所述TEC制冷预热控制模块的冷端的第一滤波电路、和连接至所述TEC制冷预热控制模块的热端的第二滤波电路。

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