CN203422694U - 一种tec驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种TEC驱动电路，属于TEC电源驱动技术领域。包括开关电源电路、电流采集单元、电流信号处理单元和电压控制单元，开关电源电路的输出端与TEC相连，电流采集单元的输入端与TEC相连，电流信号处理单元的输入端和输出端分别与电流采集单元的输出端和电压控制单元的第一输入端相连，电压控制单元的第二输入端与开关电源电路的输出端相连，电压控制单元的输出端与开关电源电路的反馈端相连。本实用新型是用XL4016的稳压电路改进成的可控电流源，其电路采用的器件少，成本低。本电路可以通过外部模拟信号控制输出电流；还可以通过滑动变阻器限制输出最大电压，防止输出过压烧毁TEC。另外，本实用新型输出电压稳定。
Description
技术领域
本实用新型属于TEC电源驱动技术领域，特别涉及一种TEC驱动电路，尤其涉及一种用于为半导体激光器散热的TEC驱动电路。
背景技术
TEC (Thermo electric Cooler，半导体致冷器)是利用半导体材料的珀尔帖效应制成的。所谓珀尔帖效应，是指当直流电流通过两种半导体材料组成的电偶时，其一端吸热，一端放热的现象。TEC的用途非常广泛，最典型的应用是激光器的温控和PCR的温控。众所周知，激光器对于温度是非常敏感的，因此对TEC的要求非常高。对于激光器中的TEC驱动一直以来是一个难点，以往的驱动方法大多是采用MOSFET管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金氧半场效晶体管），然后用PWM（Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制）方式调压来实现制冷量的调节。
申请人在实现本实用新型时发现，这种驱动方式以下有两个缺点：
一、MOSFET管成本较高，增加了整个驱动电路的成本，且结构复杂电路元件多；
二、TEC内阻受冷热端温差较大，现有的调压的方式使得其电流波动较大，从而使制冷量变得不可控。
发明内容
为了解决上述问题和不足，本实用新型对TEC驱动电路做了重新设计，使得TEC制冷量的控制更精确，电流波动小，同时避免了采用MOSFET这种昂贵的器件，降低了成本。所述技术如下：
本实用新型实施例提供了一种TEC驱动电路，该电路包括开关电源电路、电流采集单元、电流信号处理单元和电压控制单元，开关电源电路的输出端与TEC相连，电流采集单元的输入端与TEC相连，电流信号处理单元的输入端和输出端分别与电流采集单元的输出端和电压控制单元的第一输入端相连，电压控制单元的第二输入端与开关电源电路的输出端相连，电压控制单元的输出端与开关电源电路的反馈端相连。
其中，本实用新型实施例中的开关电源电路包括降压型直流电源变换器芯片U2、多个电容C8、C9、多个电解电容C7、C10、C11、电感L1和吸纳二极管D2，电源正极连接电解电容C7正极、电容C8一端和芯片U2的5引脚，芯片U2的3引脚连接吸纳二极管D2负极和电感一端，电感另一端连接电解电容C10正极、电容C9一端和电解电容C11正极，芯片U2的1引脚、电解电容C7负极、电容C8另一端、吸纳二极管D2正极、电解电容C10负极、电容C9另一端和电解电容C11负极接地。
进一步地，本实用新型实施例中的降压型直流电源变换器芯片U2为XL4016芯片。
其中，本实用新型实施例中的电流采集单元包括电阻RS1和R7，电阻RS1一端连接电解电容C11正极和电阻R7一端，电阻RS1另一端接地；电阻R7另一端连接电流信号处理单元的输入端。
进一步地，本实用新型实施例中的电阻RS1为毫欧精密电阻。
其中，本实用新型实施例中的电流信号处理单元包括运算放大器U1、电阻R1-R5和电容C1，电阻R7另一端连接运算放大器U1同相输入端；外部信号输入端与运算放大器U1反相输入端之间依次连有电阻R3和R4，电阻R5一端连接电阻R3和R4的连接点，电阻R5另一端接地；电容C1和电阻R1的两端都分别连接运算放大器U1反相输入端和输出端，运算放大器U1输出端与电压控制单元之间串联电阻R2。
其中，本实用新型实施例中的电压控制单元包括电阻R6、电容C4、C5、二极管D1和滑动变阻器RP1，电阻R2、电容C4一端、电阻R6一端、电容C5一端和二极管D1负极连接芯片U2的2引脚，电容C4另一端和电阻R6另一端接地，滑动变阻器RP1的两固定端分别连接二极管D1正极和电感L1另一端，滑动变阻器RP1的滑动端连接电容C5另一端和电感L1另一端。
本实用新型实提供的TEC驱动电路的有益效果为：
本实用新型实施例提供的TEC驱动电路采用XL4016的稳压电路改进成的可控电流源，其电路采用的器件少，成本低。该驱动电路还可以通过外部模拟信号控制本电路输出电流的大小，0-4V的控制电压对应输出0-8A电流。同时，该驱动电路还可以通过调节滑动变阻器来限制本电路的最大输出电压，防止输出过压烧毁TEC。另外，该驱动电路输出稳定，其输入为8-40V宽压输入，其输出为1.25V-1.36V，且可根据不同的TEC参数选择适合的电压且驱动能力好。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的TEC驱动电路的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的TEC驱动电路的详细电路图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。
参见图1，本实用新型实施例提供了一种TEC驱动电路，该电路包括开关电源电路102、电流采集单元103、电流信号处理单元104和电压控制单元105。其中，开关电源电路102的输入端与电源101相连，开关电源电路102的输出端与TEC106相连，电流采集单元103的输入端与TEC106相连，电流信号处理单元104的输入端和输出端分别与电流采集单元103的输出端和电压控制单元105的第一输入端相连，电压控制单元105的第二输入端与开关电源电路102的输出端相连，电压控制单元105的输出端与开关电源电路102的反馈端相连。
其中，开关电源电路102，用于稳定电源101的输出电压；
电流采集单元103，用于采集TEC106负载回路中的电流；
电流信号处理单元104，用于对电流采集单元103采集的电流和外部输入的模拟信号进行处理（包括比例放大、积分计算等）输出反馈信号；
电压控制单元105，用于将其第一输入端的电压（电流信号处理单元104输出的反馈信号电压A）与其第二输入端的电压（开关电源电路102的输出电压B）进行比较，当电压A大于电压B时，正常输出；当电压A小于电压B时，电压A被电压B拉升，则输出最大电压被限制住，很好的防止了输出电压超过负载额定电压，防止烧毁器件。
参见图2，本实用新型实施例中的开关电源电路102包括降压型直流电源变换器芯片U2、多个电容（C8、C9）、多个电解电容（C7、C10、C11）、电感L1和吸纳二极管D2。其中，芯片U2起稳压作用，电解电容C7和电容C8为输入滤波电路，电感L1、电容C9、电解电容C10和电解电容C11为输出滤波电路。具体地，开关电源电路102的电路连接关系可以为:电源正极连接电解电容C7正极、电容C8一端和芯片U2的5引脚（INPUT引脚），芯片U2的3引脚(OUTPUT引脚)连接吸纳二极管D2负极和电感一端，电感另一端连接电解电容C10正极、电容C9一端和电解电容C11正极，芯片U2的1引脚(GND引脚)、电解电容C7负极、电容C8另一端、吸纳二极管D2正极、电解电容C10负极、电容C9另一端和电解电容C11负极接地，芯片U2的2引脚(FB引脚)连接电压控制单元105输出端，芯片U2的4引脚（EN引脚）接外部信号。降压型直流电源变换器芯片U2能很好地稳定本驱动电路的输出电压。
进一步地，本实用新型实施例中的降压型直流电源变换器芯片U2为XL4016芯片，以满足激光器大功率和高稳定的要求，且开关电源电路102结构简单，所用的电路元件少。
参见图2，本实用新型实施例中的电流采集单元103包括电阻RS1和R7，电阻RS1串联在TEC106负载回路中，通过分压的方式采集TEC106负载回路中的电流。其具体电路连接方式可以为：电阻RS1一端连接电解电容C11正极和电阻R7一端，电阻RS1另一端接地；电阻R7另一端连接电流信号处理单元104的输入端（运算放大器U1同相输入端）。其中，LD+和LD-分别连接TEC芯片的正极和负极。优选地，为了提高本驱动电路的驱动能力，通常可以将多片TEC并联。
进一步地，本实用新型实施例中的电阻RS1为毫欧精密电阻以提高采集电流的精度减小对TEC芯片电压的影响。
参见图2，本实用新型实施例中的电流信号处理单元104包括运算放大器U1、电阻R1-R5和电容C1。其中，运算放大器U1与电容C1和电阻R1构成积分电路，电阻R3-R5将外部输入的0-4V模拟信号转换成0-80mV电压信号，与电流采集单元103采集的电流信号做积分用以控制本驱动电路的电流输出大小。运算放大器U1的输出信号最终反馈到芯片U2的反馈端，即可以通过控制模拟信号的大小用以调整本驱动电路的输出电压，稳定电阻RS1上的电压，从而稳定输出电流，实现横流。其具体的电路连接关系可以为：电阻R7另一端连接运算放大器U1同相输入端；外部模拟信号输入端与运算放大器U1反相输入端之间依次连有电阻R3和R4，电阻R5一端连接电阻R3和R4的连接点，电阻R5另一端接地；电容C1和电阻R1的两端都分别连接运算放大器U1反相输入端和运算放大器U1输出端，运算放大器U1输出端与电压控制单元105之间串联电阻R2。
参见图2，本实用新型实施例中的电压控制单元105包括电阻R6、电容（C4、C5）、二极管D1和滑动变阻器RP1。其具体的电路连接关系可以为：电阻R2一端（另一端连接运算放大器U1输出端）、电容C4一端、电阻R6一端、电容C5一端和二极管D1负极连接芯片U2的2引脚（反馈端），电容C4另一端和电阻R6另一端接地，滑动变阻器RP1的两固定端分别连接二极管D1正极和电感L1另一端，滑动变阻器RP1的滑动端连接电容C5另一端和电感L1另一端。本实用新型实施例中通过比较A点和B点的电压值控制本驱动电路的输出电压，当A点的电压大于B点电压时，正常输出；当A点小于B点电压时，芯片U2会降低电压输出，防止烧毁器件。另外，本驱动电路可以通过调节滑动变阻器RP1来控制开关电源电路102的最大输出电压，防止输出过压烧毁TEC芯片。
本实用新型实施例提供的TEC驱动电路采用XL4016的稳压电路改进成的可控电流源，其电路采用的器件少，成本低。该驱动电路还可以通过外部模拟信号控制本电路输出电流的大小，0-4V的控制电压对应输出0-8A电流。同时，该驱动电路还可以通过调节滑动变阻器来限制本电路的最大输出电压，防止输出过压烧毁TEC。另外，该驱动电路输出稳定，其输入为8-40V宽压输入，其输出为1.25V-1.36V，且可根据不同的TEC参数选择适合的电压且驱动能力好。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种TEC驱动电路，其特征在于，包括开关电源电路、电流采集单元、电流信号处理单元和电压控制单元，开关电源电路的输出端与TEC相连，电流采集单元的输入端与TEC相连，电流信号处理单元的输入端和输出端分别与电流采集单元的输出端和电压控制单元的第一输入端相连，电压控制单元的第二输入端与开关电源电路的输出端相连，电压控制单元的输出端与开关电源电路的反馈端相连。
2.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述开关电源电路包括降压型直流电源变换器芯片U2、多个电容C8、C9、多个电解电容C7、C10、C11、电感L1和吸纳二极管D2，电源正极连接电解电容C7正极、电容C8一端和芯片U2的5引脚，芯片U2的3引脚连接吸纳二极管D2负极和电感一端，电感另一端连接电解电容C10正极、电容C9一端和电解电容C11正极，芯片U2的1引脚、电解电容C7负极、电容C8另一端、吸纳二极管D2正极、电解电容C10负极、电容C9另一端和电解电容C11负极接地。
3.根据权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，所述降压型直流电源变换器芯片U2为XL4016芯片。
4.根据权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，所述电流采集单元包括电阻RS1和R7，电阻RS1一端连接电解电容C11正极和电阻R7一端，电阻RS1另一端接地；电阻R7另一端连接电流信号处理单元的输入端。
5.根据权利要求4所述的驱动电路，其特征在于，所述电阻RS1为毫欧精密电阻。
6.根据权利要求4所述的驱动电路，其特征在于，所述电流信号处理单元包括运算放大器U1、电阻R1-R5和电容C1，电阻R7另一端连接运算放大器U1同相输入端；外部模拟信号输入端与运算放大器U1反相输入端之间依次连有电阻R3和R4，电阻R5一端连接电阻R3和R4的连接点，电阻R5另一端接地；电容C1和电阻R1的两端都分别连接运算放大器U1反相输入端和输出端，运算放大器U1输出端与电压控制单元之间串联电阻R2。
7.根据权利要求6所述的驱动电路，其特征在于，所述电压控制单元包括电阻R6、电容C4、C5、二极管D1和滑动变阻器RP1，电阻R2、电容C4一端、电阻R6一端、电容C5一端和二极管D1负极连接芯片U2的2引脚，电容C4另一端和电阻R6另一端接地，滑动变阻器RP1的两固定端分别连接二极管D1正极和电感L1另一端，滑动变阻器RP1的滑动端连接电容C5另一端和电感L1另一端。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106100371A (zh) * | 2016-06-22 | 2016-11-09 | 河海大学 | 一种稳压恒流输出的开关电源电路 |
| CN106301115A (zh) * | 2016-08-29 | 2017-01-04 | 中山英达思迅智能科技有限公司 | 微型步进电机驱动器 |
| CN110109494A (zh) * | 2019-05-28 | 2019-08-09 | 东莞铭普光磁股份有限公司 | 热电制冷器的控制方法及控制装置 |
| CN110262589A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-09-20 | 南京牧镭激光科技有限公司 | 一种tec温控驱动电路及其控制策略 |
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106100371A (zh) * | 2016-06-22 | 2016-11-09 | 河海大学 | 一种稳压恒流输出的开关电源电路 |
| CN106301115A (zh) * | 2016-08-29 | 2017-01-04 | 中山英达思迅智能科技有限公司 | 微型步进电机驱动器 |
| CN110262589A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-09-20 | 南京牧镭激光科技有限公司 | 一种tec温控驱动电路及其控制策略 |
| CN110262589B (zh) * | 2019-05-23 | 2020-11-10 | 南京牧镭激光科技有限公司 | 一种tec温控驱动电路及其控制策略 |
| CN110109494A (zh) * | 2019-05-28 | 2019-08-09 | 东莞铭普光磁股份有限公司 | 热电制冷器的控制方法及控制装置 |
| CN110109494B (zh) * | 2019-05-28 | 2021-08-24 | 东莞铭普光磁股份有限公司 | 热电制冷器的控制方法及控制装置 |
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