CN113867437A

CN113867437A - 一种温度控制系统及方法

Info

Publication number: CN113867437A
Application number: CN202111107827.9A
Authority: CN
Inventors: 张盛祥; 肖希; 傅焰峰
Original assignee: Wuhan Optical Valley Information Optoelectronic Innovation Center Co Ltd
Current assignee: Wuhan Optical Valley Information Optoelectronic Innovation Center Co Ltd
Priority date: 2021-09-22
Filing date: 2021-09-22
Publication date: 2021-12-31

Abstract

本发明公开一种温度控制系统及方法。系统包括：温度采集器、模数转换器、可编程控制器、数字电位器和DC‑DC电源器，其中；所述温度采集器，用于实时采集待控制TEC制冷端面的温度；所述模数转换器，用于将采集的温度对应的模拟值转换成数字量；所述可编程控制器，与所述单光子探测器共用，用于基于所述数字量采用设定比例积分微分PID控制所述数字电位器的第一输出；所述设定PID为积分分离的变积分控制方式；所述数字电位器，用于基于所述第一输出控制所述DC‑DC电源器的第二输出；所述DC‑DC电源器，用于基于所述第二输出调节所述待控制TEC制冷端面的温度。

Description

一种温度控制系统及方法

技术领域

本发明涉及单光子探测领域，尤其涉及一种温度控制系统及方法。

背景技术

单光子探测器的核心器件为雪崩光电二极管(APD，Avalanche Photon Diode)，其工作的环境温度一般是-20℃～-50℃。目前，通常采用半导体电子制冷(TEC，ThermoElectric Cooler)片保证APD正常的工作环境，为了保证APD工作环境温度的稳定性，目前采用最多的是硬件PID反馈控制，然而在实际应用过程中，对TEC的温度控制系统，不是不利于单光子探测器的小型化设计，就是容易将TEC工作时的电噪声耦合到APD的工作电路中，从而降低单光子探测器的探测性能，甚至单光子探测器的他侧性能不能满足需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种温度控制系统及方法，能够解决低功耗和低噪声不能兼顾的问题，而且利用软件实现比例积分微分(PID，ProportionalIntegral Derivative)不仅有利于单光子探测器的小型化，又可以提高温度控制速度和精度。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

第一方面，本发明提供一种温度控制系统，应用于采用TEC制冷的单光子探测器，其特征在于，所述控制系统包括：温度采集器、模数转换器、可编程控制器、数字电位器和DC-DC电源器，其中；

所述温度采集器，用于实时采集待控制TEC制冷端面的温度；

所述模数转换器，用于将采集的温度对应的模拟值转换成数字量；

所述可编程控制器，与所述单光子探测器共用，用于基于所述数字量采用设定比例积分微分PID控制所述数字电位器的第一输出；所述设定PID为积分分离的变积分控制方式；

所述数字电位器，用于基于所述第一输出控制所述DC-DC电源器的第二输出；

所述DC-DC电源器，用于基于所述第二输出调节所述待控制TEC制冷端面的温度。

在上述方案中，所述可编程控制器，还用于：

比较第一数字量和给定数字量；所述第一数字量用于表征所述温度采集器采集的所述待控制TEC制冷端面的温度；所述给定数字量用于表征所述待控制TEC所需要的目标温度；

基于比较结果判断是否将所述设定PID中的积分项分离；

在所述比较结果为所述第一数字量与所述给定数字量之间的差值的绝对值大于设定阈值的情况下，判定分离所述设定PID中的积分项；

在所述比较结果为所述第一数字量与所述给定数字量之间的差值的绝对值不大于所述设定阈值的情况下，判定不分离所述设定PID中的积分项。

在上述方案中，在判定不分离所述设定PID中的积分项情况下，所述可编程控制器，还用于：

实时确定所述第一数字量与所述给定数字量之间的差值；

确定所述差值对应的变化方向；

基于所述变化方向调整所述设定PID中积分项的增益系数。

在上述方案中，所述可编程控制器，还用于：

在所述变化方向为当前时刻对应的差值大于前一时刻对应的差值情况下，降低所述增益系数；

在所述变化方向为所述当前时刻对应的差值不大于所述前一时刻对应的差值的情况下，增大所述增益系数；

其中，所述当前时刻与所述前一时刻为相邻时刻。

在上述方案中，所述温度采集器包括：温敏电阻、分压电阻和参考电压源，所述温敏电阻、所述分压电阻和所述参考电压源依次串联连接，形成回路；其中；

所述温敏电阻，设置于所述待控制TEC制冷端的表面，用于在所述待控制TEC表面温度变化的作用下，向所述模数转换器输入用于表征温度的模拟电压信号；

所述模数转换器，基于将所述模拟电压信号转换成所述数字量，向所述可编程控制发送。

在上述方案中，所述可编程控制器为所述单光子探测器中的现场可编程门阵列FPGA，型号为10M08SAU169C8GES；所述模数转换器的型号为AD7091R；所述数字电位器的型号为AD5270BCPZ-20；所述DC-DC电源器的型号为LTM4622A。

第二方面，本发明还提供一种温度控制方法，应用在采用半导体电子制冷TEC制冷的单光子探测器中，其特征在于，应用于温度控制系统，所述控制系统，包括温度采集器、模数转换器、可编程控制器、数字电位器和DC-DC电源器；所述方法包括：

所述温度采集器实时采集待控制TEC制冷端面的温度；

所述模数转换器将采集的温度对应的模拟值转换成数字量；

所述可编程控制器基于所述数字量采用设定比例积分微分PID控制所述数字电位器的第一输出；所述设定PID为积分分离的变积分控制方式；所述可编程控制器与所述单光子探测器共用；

所述数字电位器基于所述第一输出控制所述DC-DC电源器的第二输出；

所述DC-DC电源器基于所述第二输出调节所述待控制TEC制冷端面的温度。在上述方案中，所述方法还包括：

基于比较结果判断是否将所述设定PID中的积分项分离；

在上述方案中，在判定不分离所述设定PID中的积分项情况下，所述方法还包括：实时确定所述第一数字量与所述给定数字量之间的差值；

确定所述差值对应的变化方向；

基于所述变化方向调整所述设定PID中积分项的增益系数。

在上述方案中，所述方法还包括：在所述变化方向为当前时刻对应的差值大于前一时刻对应的差值情况下，降低所述增益系数；

其中，所述当前时刻与所述前一时刻为相邻时刻。

本发明实施例提供一种温度控制系统及方法。其中，所述系统应用于采用半导体电子制冷TEC制冷的单光子探测器，包括：温度采集器、模数转换器、可编程控制器、数字电位器和DC-DC电源器，其中；所述温度采集器，用于实时采集待控制TEC制冷端面的温度；所述模数转换器，用于将采集的温度对应的模拟值转换成数字量；所述可编程控制器，与所述单光子探测器共用，用于基于所述数字量采用设定比例积分微分PID控制所述数字电位器的第一输出；所述设定PID为积分分离的变积分控制方式；所述数字电位器，用于基于所述第一输出控制所述DC-DC电源器的第二输出；所述DC-DC电源器，用于基于所述第二输出调节所述待控制TEC制冷端面的温度。本发明实施例提供的温度控制系统及方法，不仅搭建简单，并且在通过单光子探测器内部的可编程控制器实现积分分离的变积分控制方式，以及采用控制数字电位器的输出，以控制DC-DC电源器的输出，以无限接近于直流的方式驱动TEC，从而控制TEC温度的稳定性，这种控制系统，能够解决低功耗和低噪声不能兼顾的问题，而且利用软件实现PID不仅有利于单光子探测器的小型化，又可以提高温度控制速度和精度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种温度控制系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的温度控制系统中的PID的工作原理结构示意图；

图3为本发明实施例提供的温度控制系统的工作原理连接示意图；

图4为本发明实施例提供的温度控制系统的硬件连接示意图；

图5为相关技术中的温度控制系统的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的温度控制方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对发明的具体技术方案做进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例提供的一种温度控制系统的结构示意图。该温度控制系统应用于TEC制冷的单光子探测器中，在图1中，所述控制系统10包括：温度采集器101、模数转换器102、可编程控制器103、数字电位器104和DC-DC电源器105，其中；

所述温度采集器101，用于实时采集待控制TEC制冷端面的温度；

所述模数转换器102，用于将采集的温度对应的模拟值转换成数字量；

所述可编程控制器103，与所述单光子探测器共用，用于基于所述数字量采用设定比例积分微分PID控制所述数字电位器的第一输出；所述设定PID为积分分离的变积分控制方式；

所述数字电位器104，用于基于所述第一输出控制所述DC-DC电源器的第二输出；

所述DC-DC电源器105，用于基于所述第二输出调节所述待控制TEC制冷端面的温度。

需要说明的是，这里所说的单光子探测器可以是指高速近红外单光子探测器，也可以是其他型号的单光子探测实器，也就是说，本发明施例提供的温度控制方法可以适用于任何种类需要TEC制冷的单光子探测器或者其他系统。

在使用过程中，温度控制系统10中各个元器件的连接可以如下：所说的待控制TEC分别与所述温度采集器101、DC-DC电源器105电连接，温度采集器101、模数转换器102、可编程控制器103、数字电位器104和DC-DC电源器105依次电连接，共同形成对待控制TEC制冷端面的温度进行控制反馈回路。

具体的工作原理可以描述为：所述温度采集器101实时采集所述待控制TEC制冷端面的温度，向所述模数转换器102传输采集的温度；所述模数转换器102将所述温度对应的模拟值转换成数字量，向所述可编程控制器103传输所述数字量；所述可编程控制器103基于所述数字量作为输入变量，采用设定PID控制所述数字电位器104的第一输出，该第一输出为电阻值；将该所述电阻值传输给所述DC-DC电源器105，所述DC-DC电源器105基于所述电阻值控制自身的第二输出，该第二输出为电压信号，施加到所述待控制TEC，以控制所述待控制TEC制冷端面的温度。

在一些实施例中，所述温度采集器101可以包括：温敏电阻、分压电阻和参考电压源，所述温敏电阻、所述分压电阻和所述参考电压源依次串联连接，形成回路；其中；

其中，温敏电阻的型号可以是PT1000。分压电阻可以是1000欧姆。参考电压源的电压可以是3.3伏特(V)。

在实际应用过程中，所述可编程控制器可以为所述单光子探测器中的现场可编程门阵列(FPGA，Field Programmable Gate Array)，型号可以为10M08SAU169C8GES；所述模数转换器的型号可以为AD7091R；所述数字电位器的型号可以为AD5270BCPZ-20；所述DC-DC电源器的型号可以为LTM4622A。

这里，采用可编程控制器实现的PID的具体实现可以如下：

PID的控制表达式为：

其中，K_p为比例增益系统；K_i为积分增益系数；K_d为微分增益系数；u(t)为PID控制的输出量；e(t)为误差，e(t)＝s-y，s为给定值；y为实际测量值，也即本发明实施例中所述模数转换器的输出；t为时间。

在实际应用过程中，采用FPGA实现本发明实施例中的设定PID时，在所述模数转换器的采样频率大于10千赫兹(KHz)，PID中的积分项可以用求和进行计算；微分项可以用差值计算。

基于此，公式(1)中的PID控制表达式可以如下公式(2)所示：

e(k)＝s(k)-y(k) (3)

其中，k为采样序号；n为采样总数。

再根据公式(2)中的u(k)的计算公式，可以得到u(k-1)的计算公式(4)：

将u(k-1)代入到u(k)中可得以下公式(5)：

u(k)＝u(k-1)+(K_p+K_i+K_d)e(k)-(K_p+2K_d)e(k-1)+K_de(k-2) (5)

根据此公式(5)可以得到FPGA实现PID控制流程图，如图2所示。图中，REG代表寄存器，可以存储某一时刻的数据，比如，图2中的e(k-1)、e(k-2)以及u(k-1)等均可采用寄存器记录。

需要说明的是，本发明实施例中要实现的设定PID为积分分离的变积分控制方式。在此基础上，何时分离设定PID中的积分项，何时加入设定PID中的积分项，在一些实施例中，所述可编程控制器，还用于：

基于比较结果判断是否将所述设定PID中的积分项分离；

这里描述的过程是，基于检测的第一数字量与给定数字量进行比较，基于比较结果判断是否需要将设定PID中的积分项分离，在所述比较结果为所述第一数字量与所述给定数字量之间的差值的绝对值大于设定阈值的情况下，判定分离所述设定PID中的积分项；在所述比较结果为所述第一数字量与所述给定数字量之间的差值的绝对值不大于所述设定阈值的情况下，判定不分离所述设定PID中的积分项。

通俗来讲，上述描述的过程是当控制系统的被控量和目标值偏差较大时，取消PID中的积分控制，即积分分离，以免因积分控制导致的超调量变大，降低控制系统的稳定性。当被控量接近目标值时，在PID中引入积分控制，以减小系统误差。具体的，所述设定阈值可以根据经验值进行设置。

在一些实施例中，在判定不分离所述设定PID中的积分项情况下，所述可编程控制器，还用于：

实时确定所述第一数字量与所述给定数字量之间的差值；

确定所述差值对应的变化方向；

基于所述变化方向调整所述设定PID中积分项的增益系数。

在一些实施例中，所述可编程控制器，还用于：在所述变化方向为当前时刻对应的差值大于前一时刻对应的差值情况下，降低所述增益系数；

其中，所述当前时刻与所述前一时刻为相邻时刻。

这里所描述的是，在引入积分后，在控制过程中积分的作用不是恒定不变的，其需要根据被控量与目标值之间的偏差进行实时调整，偏差越大，减弱积分作用；偏差越小，增强积分作用，以此结合前述的积分分离，设定PID能够实现更加快速稳定的温度控制。这里所说的差值对应的变化方向也即在温度控制过程中，差值是变大，还变小了。所述变化方向为所述当前时刻对应的差值不大于所述前一时刻对应的差值，也即差值变小了；所述变化方向为所述当前时刻对应的差值大于所述前一时刻对应的差值，也即差值变大了。应该理解的是，在控制领域，积分的强弱是通过积分的增益系数来决定的，结合本发明提到的差值变化方向，也即，差值变小了，增大积分的增益系数；差值变大了，降低积分的增益系数。增大或降低积分的增益系数的具体数值，主要依据实际的温控系统，需要根据实际情况进行调节，也就是可以依据经验进行调整。

为了理解本发明，以下结合图3和图4进行说明。图3示出本发明实施例提供的温度控制系统的工作原理连接示意图；图4示出本发明实施例提供的温度控制系统的硬件连接示意图。

需要说明的是，在图4中，FPGA的型号为10M08SAU169C8GES，DC-DC电源模块的型号为LTM4622A，ADC的型号为AD7091R，数字电位器的型号为AD5270BCPZ-20，温敏电阻的型号为PT1000。在定制产品TEC的最大工作电压为8.7V，最大工作电流为1.5A时，在实现对其温度控制时，LTM4622A的输出由连接到输出FB引脚的反馈电阻控制，其中，FB1控制VOUT1的输出，FB2控制VOUT2的输出，并且电压与反馈电阻的关系可以为Vout＝0.6×60.4/RFB+0.6。AD5270BCPZ-20输出的电阻Raw＝D×20/1024，其中D为FPGA输出的控制命令，大小可在0～1024之间调节。将Raw连接到LTM4622A的反馈引脚FB1，即可实现通过FPGA来控制LTM4622A的输出VOUT1大小。VOUT1直接与TEC的TEC+引脚相连，TEC-引脚接地。PT1000用于监控TEC制冷端的温度，具体实现监控时，其与1000欧姆(Ω)的电阻串联分压，以获得分压信息，并由AD7091R采集输入给FPGA。FPGA根据该分压信息，得到当前制冷的温度信息，并通过PID功能，反馈控制AD5270BCPZ-20的输出，从而改变LTM4622A输出VOUT1的大小，实现TEC两端工作电压的控制，从而实现温控系统的温度控制。

当环境温度稳定时，温度控制系统整体的冷热交换进入稳定状态，此时LTM4622A的输出VOUT1只需要保持在一个较为恒定的电压，TEC的驱动电压噪声保持在非常低的水平，因此可以使系统噪声整体较低。

当LTM4622A的输入电压为12V、输出电压在3.3V～8V之间变化、输出电流在0.6～1.6A之间变化时，转换效率在90％～96％之间。根据环境温度和目标温度(目标温度一般在零下-30℃左右)，控制所选型的TEC电压控制在3.3V～8V之间，因此数字电位器输出控制在4.9kΩ～13.4kΩ范围内，FPGA控制的D值在250～687范围内。AD5270BRMZ-20的功率为5.5μW；FPGA的整体功耗为0.2W，温控部分资源占FPGA整体资源的20％，为了简化功耗评估，假设温控部分资源的功耗为0.2W×20％＝0.04W。AD7091R的功耗为2.9mW，温敏电阻分压部分的功耗为5.4mW。当TEC的工作电压为5V、工作电流为1A时(此时LTM4622A的转换效率为93％)，温控部分的整体功耗为5.5μW+0.04W+2.9mW+5.4mW+5V×1A÷93％＝5.42W，TEC用于制冷的能量占总功耗的比值为92.3％。因此，该方案用于制冷的能量占比较高，能够降低温控系统整体的功耗。

本发明实施例提供的温度控制系统及方法，不仅搭建简单，并且在通过单光子探测器内部的可编程控制器实现积分分离的变积分控制方式，以及采用控制数字电位器的输出，以控制DC-DC电源器的输出，以无限接近于直流的方式驱动TEC，从而控制TEC温度的稳定性。与现有技术中如图5所示的温度控制系统相比，本发明解决了传统温控系统的低功耗和低噪声不能兼得的问题，在温度控制系统中同时实现了噪声低和功耗低；通过利用单光子探测器内部的FPGA资源实现PID控制，提高了PID温度控制系统的温度控制速度和控制精度。

需要说明的是，图5中包含两种温度控制方式，一种使用直流信号驱动场效应晶体管(MOSFET)，通过电压控制MOSFET的输出电流，以此来控制TEC的工作电压，从而控制温度。为了保障单光子探测器能够在一定温度范围内工作，常常需要给温控电路预留一定的能力。在电路上，MOSFET与TEC串联。当环境温度较低时，TEC制冷不需要太多能量，相当一部分能量被MOSFET消耗，产生热量，常常需要额外散热。在室温条件下，这种温度控制方式用于给TEC制冷的能量往往只有60％～70％，剩余能量中的绝大部分，经由MOSFET转换为热量。若TEC的最大工作电压为8.7V，最大工作电流为1.5A。当采用直流驱动MOSFET的方式来做温度控制系统，加载在TEC和MOSFET两端的电压至少为8V。若TEC的工作电压为5V、工作电流为1A时，温控部分的整体功耗至少为8V×1A＝8W(温控系统的其他芯片功耗未计算在内)，TEC用于制冷的能量占总功耗的比值为62.5％。由此可见，直流信号驱动MOSFET控制TEC的温控方式，电噪声低，但系统整体会在非制冷方面消耗较多的能量，整体功耗大。另一种温度反馈控制方式使用脉冲宽度调制(PWM)控制MOSFET的通断。当脉冲为高电平时，TEC两端的电压接近为8V(假设使用上述同一款TEC，加载在TEC和MOSFET两端的电压为8V)；当脉冲宽度为低电平时，TEC两端的电压为0V。这种方式可以根据环境温度反馈控制TEC工作的时间，因而相比前一种直流驱动方式，它有效地降低了功耗。但此时带来的问题是，PWM控制会使TEC内部产生大电压脉冲噪声，该噪声会耦合进入紧贴在TEC表面的APD信号处理电路中，影响APD输出信号的提取，进而降低了单光子探测器的性能。这种温度控制方式，大部分能量用于给TEC制冷，整体功耗低，但噪声大。此外，传统的PID采用硬件实现，比例、积分、微分数值在硬件设计完成后确定，不能根据控制过程实时调整，难以实现更加快速、精确的温度控制。

基于同样的发明构思，本发明实施例还提供一种温度控制方法，图6所示，其示出本发明实施例提供的温度控制方法的流程示意图。在图6中，所述方法应用于温度控制系统，所述控制系统，包括温度采集器、模数转换器、可编程控制器、数字电位器和DC-DC电源器；所述方法包括：

S601：所述温度采集器实时采集待控制TEC制冷端面的温度；

S602：所述模数转换器将采集的温度对应的模拟值转换成数字量；

S603：所述可编程控制器基于所述数字量采用设定比例积分微分PID控制所述数字电位器的第一输出；所述设定PID为积分分离的变积分控制方式；所述可编程控制器与所述单光子探测器共用；

S604：所述数字电位器基于所述第一输出控制所述DC-DC电源器的第二输出；

S605：所述DC-DC电源器基于所述第二输出调节所述待控制TEC制冷端面的温度。

在一些实施例中，所述方法还包括：

基于比较结果判断是否将所述设定PID中的积分项分离；

在一些实施例中，在判定不分离所述设定PID中的积分项情况下，所述方法还包括：实时确定所述第一数字量与所述给定数字量之间的差值；

确定所述差值对应的变化方向；

基于所述变化方向调整所述设定PID中积分项的增益系数。

在一些实施例中，所述方法还包括：在所述变化方向为当前时刻对应的差值大于前一时刻对应的差值情况下，降低所述增益系数；

其中，所述当前时刻与所述前一时刻为相邻时刻。

本发明实施例提供的温度控制方法与本发明实施例提供的温度控制系统属于同样的发明构思，因此，在此出现的名词在前述已经详细阐述，在此不再一一赘述。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims

1.一种温度控制系统，应用于采用半导体电子制冷TEC制冷的单光子探测器，其特征在于，所述控制系统包括：温度采集器、模数转换器、可编程控制器、数字电位器和DC-DC电源器，其中；

所述温度采集器，用于实时采集待控制TEC制冷端面的温度；

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述可编程控制器，还用于：

基于比较结果判断是否将所述设定PID中的积分项分离；

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，在判定不分离所述设定PID中的积分项情况下，所述可编程控制器，还用于：

实时确定所述第一数字量与所述给定数字量之间的差值；

确定所述差值对应的变化方向；

基于所述变化方向调整所述设定PID中积分项的增益系数。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述可编程控制器，还用于：

其中，所述当前时刻与所述前一时刻为相邻时刻。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述温度采集器包括：温敏电阻、分压电阻和参考电压源，所述温敏电阻、所述分压电阻和所述参考电压源依次串联连接，形成回路；其中；

6.根据权利要求1至5任一项所述的系统，其特征在于，所述可编程控制器为所述单光子探测器中的现场可编程门阵列FPGA，型号为10M08SAU169C8GES；所述模数转换器的型号为AD7091R；所述数字电位器的型号为AD5270BCPZ-20；所述DC-DC电源器的型号为LTM4622A。

7.一种温度控制方法，应用在采用半导体电子制冷TEC制冷的单光子探测器中，其特征在于，应用于温度控制系统，所述控制系统，包括温度采集器、模数转换器、可编程控制器、数字电位器和DC-DC电源器；所述方法包括：

所述温度采集器实时采集待控制TEC制冷端面的温度；

所述模数转换器将采集的温度对应的模拟值转换成数字量；

所述DC-DC电源器基于所述第二输出调节所述待控制TEC制冷端面的温度。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

基于比较结果判断是否将所述设定PID中的积分项分离；

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在判定不分离所述设定PID中的积分项情况下，所述方法还包括：实时确定所述第一数字量与所述给定数字量之间的差值；

确定所述差值对应的变化方向；

基于所述变化方向调整所述设定PID中积分项的增益系数。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述变化方向为当前时刻对应的差值大于前一时刻对应的差值情况下，降低所述增益系数；

其中，所述当前时刻与所述前一时刻为相邻时刻。