CN215416414U - 一种温度均衡电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种温度均衡电路，通过第一热敏电阻和第二热敏电阻分别检测第一待调节器件的温度和第二待调节器件的温度，并将温度信息转化为第一放大器和第二放大器的正、反相输入端的电压差值，第一放大器和第二放大器的正、反相输入端差值大小决定放大器输出端的电位，进而控制TEC的电流方向，控制TEC对两个待调节器件的加热或制冷，实现待调节器件间的温度均衡，并能够通过调节电路参数，实现对均衡温度的控制。

Description

一种温度均衡电路

技术领域

本实用新型涉及温度控制技术领域，具体地说，涉及一种温度均衡电路。

背景技术

TEC(Thermo-Electric Cooler)也称半导体制冷器，TEC是利用半导体材料的玻尔贴效应制成的。玻尔贴效应，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。主要用重掺杂的N型和P型的碲化铋作TEC的半导体材料，碲化铋元件采用电串联，并行发热。TEC包括若干P型-N型对，它们通过电极连在一起，并且夹在两个陶瓷电极之间；当有电流从TEC 流过时，电流产生的热量会从TEC的一端传到另一端，在TEC上产生“热”端和“冷”端，这就是TEC的加热与制冷原理。

TEC是一种制冷功能器件，常用于空间有限和高可靠性的场合，通过控制流过TEC电流的大小和方向，来控制TEC的“热”端和“冷”端以及发热和制冷的效率。TEC具有结构简单、无磨损、可靠性好、寿命长、启动快、控制灵活和精度高的特点。

在电子器件工作过程中，温度的变化会给电子器件性能带来不小的影响，因此对温度的控制至关重要。现有技术对电子器件内部温度的控制，存在某一器件的温度超过预设的阈值，而另一器件温度阈值还裕量较大的情况，无法均衡电器内部多个器件的温度。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型实施例提出一种温度均衡电路，通过半导体制冷器的加热与制冷原理调整不同待调节器件的温度，从而实现不同待调节器件之间的温度均衡。

本实用新型实施例提供一种温度均衡电路，包括：半导体制冷器、第一放大器、第一电阻调节单元、第二放大器和第二电阻调节单元；

所述半导体制冷器的第一端与所述第一放大器的输出端连接，所述半导体制冷器的第二端与所述第二放大器的输出端连接；

所述第一放大器的输入端与所述第一电阻调节单元连接；

所述第二放大器的输入端与所述第二电阻调节单元连接；

所述第一电阻调节单元包括第一热敏电阻，所述第一热敏电阻靠近第一待调节器件设置或所述第一热敏电阻设置于所述第一待调节器件的内部；

所述第二电阻调节单元包括第二热敏电阻，所述第二热敏电阻靠近第二待调节器件设置或所述第二热敏电阻设置于所述第二待调节器件的内部。

优选地，所述第一电阻调节单元还包括第一电阻组件，所述第一电阻组件与所述第一热敏电阻连接，且所述第一电阻组件的阻值可调。

优选地，所述第二电阻调节单元还包括第二电阻组件，所述第二电阻组件与所述第二热敏电阻连接，且所述第二电阻组件的阻值可调。

作为一种优选方式，所述第一电阻组件包括第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述第一电阻的第一端用于连接第一供电电源，所述第一电阻的第二端与所述第一热敏电阻的第一端连接，所述第一热敏电阻的第二端接地，所述第一热敏电阻的第一端还与所述第一放大器的反相输入端连接，所述第二电阻的第一端用于连接所述第一供电电源，所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端接地，所述第三电阻的第一端还与所述第一放大器的正相输入端连接，所述第一电阻、所述第二电阻和所述第三电阻至少有一个为可变电阻。

作为一种优选方式，所述第二电阻组件包括第四电阻、第五电阻和第六电阻，所述第四电阻的第一端用于连接第二供电电源，所述第四电阻的第二端与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端接地，所述第五电阻的第一端还与所述第二放大器的正相输入端连接；所述第六电阻的第一端用于连接所述第二供电电源，所述第六电阻的第二端与所述第二热敏电阻的第一端连接，所述第二热敏电阻的第二端接地，所述第二热敏电阻的第一端还与所述第二放大器的反相输入端连接，所述第四电阻、所述第五电阻和所述第六电阻至少有一个为可变电阻。

作为一种优选方式，所述第一待调节器件和第二待调节器件均为芯片。

优选地，所述第一放大器靠近所述第一热敏电阻设置，所述第二放大器靠近所述第二热敏电阻设置。

本实用新型实施例提供了一种温度均衡电路，当第一待调节器件与第二待调节器件的温度不均衡时，热敏电阻读取待调节器件的温度，电桥将热敏电阻读取的温度信息转化为电压信息，放大器的正、反相输入端读取电桥的电压差值，并控制放大器输出端的电位值；本实用新型利用两个热敏电阻检测两个待调节器件的温度，并由两个放大器输出端电位值的高低决定与两个放大器输出端相连的TEC的电流方向，控制TEC的制冷和产热，从而实现对两个待调节器件温度的均衡；此外还可以通过对电阻调节单元阻值的调整和热敏电阻的选取来调整均衡温度。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种温度均衡电路的一种实施例的结构图；

图2是本实用新型提供的一种温度均衡电路的一种实施例的原理图；

图3是本实用新型提供的一种温度均衡电路的另一种实施例的原理图；

图4是本实用新型提供的一种温度均衡电路的又一种实施例的原理图；

图5是本实用新型提供的一种温度均衡电路的又一种实施例的原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1所示，是本实用新型提供的一种温度均衡电路的一种实施例的结构图，所述电路包括：半导体制冷器、第一放大器、第一电阻调节单元、第二放大器和第二电阻调节单元；

所述半导体制冷器的第一端与所述第一放大器的输出端连接，所述半导体制冷器的第二端与所述第二放大器的输出端连接；

所述第一放大器的输入端与所述第一电阻调节单元连接；

所述第二放大器的输入端与所述第二电阻调节单元连接；

所述第一电阻调节单元包括第一热敏电阻，所述第一热敏电阻靠近第一待调节器件设置或所述第一热敏电阻设置于所述第一待调节器件的内部；

所述第二电阻调节单元包括第二热敏电阻，所述第二热敏电阻靠近第二待调节器件设置或所述第二热敏电阻设置于所述第二待调节器件的内部。

具体的，所述第一热敏电阻与第一待调节器件间保持第一预设距离，第一预设距离可根据实际情况改变；所述第二热敏电阻与第二待调节器件间保持第二预设距离，第二预设距离可根据实际情况改变；此外在第一热敏电阻和第一待调节器件间以及第二电阻与第二待调节间可以填充导热介质，以提高导热效率。

所述第一电阻调节单元还包括第一电阻组件，所述第一电阻组件与所述第一热敏电阻连接，且所述第一电阻组件的阻值可调。

具体的，第一电阻组件包含至少一个变阻器或电阻箱，以实现阻值可调。

所述第二电阻调节单元还包括第二电阻组件，所述第二电阻组件与所述第二热敏电阻连接，且所述第二电阻组件的阻值可调。

具体的，第一电阻组件包含至少一个变阻器或电阻箱，以实现阻值可调。

所述第一电阻组件包括第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述第一电阻的第一端用于连接第一供电电源，所述第一电阻的第二端与所述第一热敏电阻的第一端连接，所述第一热敏电阻的第二端接地，所述第一热敏电阻的第一端还与所述第一放大器的反相输入端连接，所述第二电阻的第一端用于连接所述第一供电电源，所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端接地，所述第三电阻的第一端还与所述第一放大器的正相输入端连接，所述第一电阻、所述第二电阻和所述第三电阻至少有一个为可变电阻。

具体的，所述第一电阻、所述第二电阻或所述第三电阻为变阻器或电阻箱等可变电阻器件。

所述第二电阻组件包括第四电阻、第五电阻和第六电阻，所述第四电阻的第一端用于连接第二供电电源，所述第四电阻的第二端与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端接地，所述第五电阻的第一端还与所述第二放大器的正相输入端连接；所述第六电阻的第一端用于连接所述第二供电电源，所述第六电阻的第二端与所述第二热敏电阻的第一端连接，所述第二热敏电阻的第二端接地，所述第二热敏电阻的第一端还与所述第二放大器的反相输入端连接，所述第四电阻、所述第五电阻和所述第六电阻至少有一个为可变电阻。

具体的，所述第四电阻、所述第五电阻或所述第六电阻为变阻器或电阻箱等可变电阻器件。

所述第一待调节器件和第二待调节器件均为芯片。

所述第一放大器靠近所述第一热敏电阻设置，所述第二放大器靠近所述第二热敏电阻设置。

具体的，所述第一放大器与所述第一热敏电阻保持第三预设距离，所述第三预设距离可根据实际情况改变；所述第二放大器与所述第二热敏电阻保持第四预设距离，所述第四预设距离可根据实际情况改变。

本实用新型实施例提供的一种温度均衡电路，通过本实用新型提供一种温度均衡电路，通过第一热敏电阻和第二热敏电阻分别检测第一待调节器件的温度和第二待调节器件的温度，并将温度信息转化为第一放大器和第二放大器的正、反相输入端的电压差值，第一放大器和第二放大器的正、反相输入端差值大小决定放大器输出端的电位，进而控制TEC的电流方向，控制TEC的加热端和制冷端，实现温度均衡，减少温度阈值裕量的浪费，并可通过改变电路参数实现对均衡温度的控制。

参见图2所示，是本实用新型提供的一种温度均衡电路又一个实施例的原理图，电路包括半导体制冷器TEC、放大器A1、放大器A2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6，还包括热敏电阻Rt1和热敏电阻Rt2；

具体的连接方式为，TEC的第一端接放大器A1的输出端，TEC的第二端接放大器A2的输出端；

放大器A1的正相输入端与电阻R2的第二端和电阻R3的第一端连接，电阻R2的第一端用于连接第一供电电源Vcc1，电阻R3的第二端接地；放大器 A1的反相输入端与电阻R1的第二端和热敏电阻Rt1的第一端连接，电阻R1的第一端用于连接第一供电电源Vcc1，热敏电阻Rt1的第二端接地；放大器A2 的正相输入端与电阻R4的第二端和电阻R5的第一端连接，电阻R4的第一端用于连接第二供电电源Vcc2，电阻R5的第二端接地；放大器A2的反相输入端与电阻R6的第二端和热敏电阻Rt2的第一端连接，电阻R6的第一端用于连接第二供电电源Vcc2，热敏电阻Rt2的第二端接地；

热敏电阻Rt1与芯片IC1保持距离L1，在具体实施时：L1应尽可能地小，以提高检测灵敏度，此外也可以将热敏电阻集成到芯片IC1中，以增强热敏电阻Rt1检测的准确度。

热敏电阻Rt2与芯片IC2保持距离L2，在具体实施时：L2应尽可能地小，以提高检测灵敏度，此外也可以将热敏电阻集成到芯片IC2中，以增强热敏电阻Rt2检测的准确度。

在具体实施时，芯片IC1和芯片IC2有多条边，当芯片IC1和芯片IC2位置互相靠近时，为尽量减少热敏电阻Rt1和热敏电阻Rt2检测时互相影响，热敏电阻Rt1固定在芯片IC1远离芯片IC2的那条边，热敏电阻Rt2固定在芯片IC2 远离芯片IC1的那条边。

放大器A1和放大器A2之间通过TEC材质的宽厚走线连接，放大器A1与热敏电阻Rt1保持距离L3，L3尽可能地小；放大器A2与热敏电阻Rt2保持距离L4，L4尽可能地小，以减少热传递过程中损耗。

在本实施例中，可通过电阻R1的阻值、热敏电阻Rt1的温度特性、电阻 R2的阻值、电阻R3的阻值、电阻R4的阻值、热敏电阻R5的阻值、电阻R6 的阻值、热敏电阻Rt2的温度特性、第一供电电源Vcc1的电压和第二供电电源 Vcc2的电压来控制均衡温度。

当电阻R1、热敏电阻Rt1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻 R6和电阻Rt2的阻值在预设温度下满足使TEC的第一端和第二端电位相等的预设的电路条件：

其中，U1为第一供电电源Vcc1的电压，U2为第二供电电源Vcc2的电压；

通过预设的阻值条件，本实施例提供的可调温度均衡电路，能够使放大器 A1的正相输入端和反相输入端间电位差值等于放大器A2的正相输入端和反相输入端间电位差值，使放大器A1输出端电平和放大器A2输出端电平相等，TEC 上没有电流通过，TEC不工作，实现温度均衡，而电路不处于上式的均衡条件时，TEC开始工作，具体为：

当电路条件为：

其中，U1为第一供电电源Vcc1的电压，U2为第二供电电源Vcc2的电压；

放大器A1的正相输入端和反相输入端间电位差值大于放大器A2的正相输入端和反相输入端间电位差值，放大器A1输出端电平大于放大器A2输出端电平，TEC中的电流从第一端流向第二端，TEC靠近芯片IC1的第一端制冷，TEC 靠近芯片IC2的第二端制热，从而均衡芯片IC1与芯片IC2的温度；

当电路条件为：

其中，U1为第一供电电源Vcc1的电压，U2为第二供电电源Vcc2的电压；

放大器A1的正相输入端和反相输入端间电位差值小于放大器A2的正相输入端和反相输入端间电位差值，放大器A1输出端电平小于放大器A2输出端电平，TEC中的电流从第二端流向第一端，TEC靠近芯片IC2的第二端制冷，TEC 靠近芯片IC1的第一端制热，从而均衡芯片IC1与芯片IC2的温度；

本实用新型提供的一种温度均衡电路对芯片IC1和芯片IC2的均衡温度控制具体实现过程为：当热敏电阻Rt1和热敏电阻Rt2为相同的负温度系数的热敏电阻时，第一供电电源Vcc1的电压U1与第二供电电源Vcc2的电压U2相等，通过调整电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6的阻值，来调整放大器A1和放大器A2的正相输入端和反相输入端之间的电位差，从而调整温度均衡时，芯片IC1的温度减去芯片IC2的温度为芯片IC1与IC2之间的温差ΔT1，具体可以为：当R1＝R6，R2/R3＝R4/R5时，ΔT1＝0；当R1＝R6， R2/R3<R4/R5时，ΔT1<0，当R1＝R6，R2/R3>R4/R5时，ΔT1>0。此外还可以通过调整R2/R3与R4/R5之间的比值来控制ΔT1，具体实施时：当R1＝R6，R2/ R3＝R4/R5时，ΔT1＝0，当R1＝R6，R2/R3<R4/R5时，ΔT1<0，当R1＝R6，R2/ R3>R4/R5时，ΔT1>0；

当热敏电阻Rt1和热敏电阻Rt2不同时，可通过选择不同温度系数的热敏电阻Rt1和热敏电阻Rt2，即可实现对芯片IC1和芯片IC2之间温度差ΔT1的控制，具体地，

满足上式电阻条件时，热敏电阻Rt1和热敏电阻Rt2的温度差，即为电路所控制的芯片IC1和芯片IC2之间温度差ΔT1，通过对热敏电阻Rt1和热敏电阻Rt2的选择，实现对ΔT1的控制。

在本实施例中，电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6 中至少一个为可变电阻，实现对均衡温度的调整，对均衡温度的控制还可以通过改变第一供电电源Vcc1的电压U1和第二供电电源Vcc2的电压U2控制，通过控制电阻R1、热敏电阻Rt1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻 R6和电阻Rt2的阻值能够控制在温度均衡时，芯片IC1和芯片IC2之间的温度差ΔT1为零，即芯片IC1和芯片IC2温度相等，具体阻值可通过上述公式计算得出；也可使在温度均衡时，芯片IC1和芯片IC2之间的温度差ΔT1大于零，即芯片IC1的温度大于芯片IC2的温度，具体阻值大小可通过上述公式计算得出；也可使在温度均衡时，芯片IC1和芯片IC2之间的温度差ΔT1小于零，即芯片IC1的温度小于芯片IC2的温度，具体阻值大小可通过上述公式计算得出。

参见图3，是本实用新型提供的一种温度均衡电路另一个实施例的原理图，如图3所示，电路包括半导体制冷器TEC、放大器A1、放大器A2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6，还包括热敏电阻Rt3和热敏电阻Rt4；

具体的连接方式为，TEC的第一端接放大器A1的输出端，TEC的第二端接放大器A2的输出端；

放大器A1的正相输入端与热敏电阻Rt3的第二端和电阻R3的第一端连接，热敏电阻Rt3的第一端用于连接第一供电电源Vcc1，电阻R3的第二端接地；放大器A1的反相输入端与电阻R1的第二端和电阻R2的第一端连接，电阻R1 的第一端用于连接第一供电电源Vcc1，电阻R2的第二端接地；放大器A2的正相输入端与热敏电阻Rt4的第二端和电阻R4的第一端连接，热敏电阻Rt4的第一端与第二供电电源Vcc2连接，电阻R4的第二端接地；放大器A2的反相输入端与电阻R5的第二端和电阻R6的第一端连接，电阻R5的第一端与第二供电电源Vcc2连接，电阻R6的第二端接地；

热敏电阻Rt3与芯片IC1保持距离L1’，在具体实施时：L1’应尽可能地小，以提高检测灵敏度，此外也可以将热敏电阻集成到芯片IC1中，以增强热敏电阻Rt3检测的准确度。

热敏电阻Rt4与芯片IC2保持距离L2’，在具体实施时：L2’应尽可能地小，以提高检测灵敏度，此外也可以将热敏电阻集成到芯片IC2中，以增强热敏电阻Rt4检测的准确度。

在具体实施时，芯片IC1和芯片IC2有多条边，当芯片IC1和芯片IC2位置互相靠近时，为尽量减少热敏电阻Rt3和热敏电阻Rt4检测时互相影响，热敏电阻Rt3固定在芯片IC1远离芯片IC2的那条边，热敏电阻Rt4固定在芯片IC2 远离芯片IC1的那条边。

放大器A1和放大器A2之间通过TEC材质的宽厚走线连接，放大器A1与热敏电阻Rt3保持距离L3’，L3’尽可能地小，以减少热传递过程中损耗；放大器A2与热敏电阻Rt4保持距离L4’，L4’尽可能地小，以减少热传递过程中损耗。

在本实施例中，可通过控制电阻R1的阻值、电阻R2的阻值、热敏电阻Rt3 的温度特性、电阻R3的阻值、电阻R4的阻值、电阻R5的阻值、电阻R6的阻值、热敏电阻Rt4的温度特性、第一供电电源Vcc1的电压和第二供电电源Vcc2 的电压来控制均衡温度。

当电阻R1、热敏电阻Rt3、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻 R6和热敏电阻Rt4的阻值在预设温度下满足使TEC的第一端和第二端电位相等的预设的电路条件：

其中，U1为第一供电电源Vcc1的电压，U2为第二供电电源Vcc2的电压；

通过预设的阻值条件，本实施例提供的可调温度均衡电路，能够使放大器 A1的正相输入端和反相输入端间电位差值等于放大器A2的正相输入端和反相输入端间电位差值，使放大器A1输出端电平和放大器A2输出端电平相等，TEC 上没有电流通过，TEC不工作，实现温度均衡，而电路不处于上式的均衡条件时，TEC开始工作，具体为：

当电路条件为：

其中，U1为第一供电电源Vcc1的电压，U2为第二供电电源Vcc2的电压；

放大器A1的正相输入端和反相输入端间电位差值大于放大器A2的正相输入端和反相输入端间电位差值，放大器A1输出端电平大于放大器A2输出端电平，TEC中的电流从第一端流向第二端，TEC靠近芯片IC1的第一端制冷，TEC 靠近芯片IC2的第二端制热，从而均衡芯片IC1与芯片IC2的温度；

当电路条件为：

其中，U1为第一供电电源Vcc1的电压，U2为第二供电电源Vcc2的电压；

放大器A1的正相输入端和反相输入端间电位差值小于放大器A2的正相输入端和反相输入端间电位差值，放大器A1输出端电平小于放大器A2输出端电平，TEC中的电流从第二端流向第一端，TEC靠近芯片IC2的第二端制冷，TEC 靠近芯片IC1的第一端制热，从而均衡芯片IC1与芯片IC2的温度；

本实用新型提供的一种温度均衡电路对芯片IC1和芯片IC2的均衡温度控制具体实现过程为：当热敏电阻Rt3和热敏电阻Rt4为相同的负温度系数的热敏电阻时，第一供电电源Vcc1的电压U1与第二供电电源Vcc2的电压U2相等，通过调整电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R6、电阻R4和电阻R5的阻值，来调整放大器A1和放大器A2的正相输入端和反相输入端之间的电位差，从而调整温度均衡时，芯片IC1和芯片IC2之间温度差ΔT1，具体可以为：当R2/R1＝ R6/R5，R3＝R4时，ΔT2＝0；当R3<R4，R2/R1＝R6/R5时，ΔT2>0；当R3>R4， R2/R1＝R6/R5时，ΔT2<0。此外还可以通过调整R2/R1与R6/R5之间的比值来控制ΔT2，具体实施时：当R3＝R4，R2/R1＝R6/R5时，ΔT2＝0，当R3＝R4， R2/R1>R6/R5时，ΔT2>0，当R3＝R4，R2/R1<R6/R5时，ΔT2<0；

当热敏电阻Rt3和热敏电阻Rt4不同时，可通过选择不同温度系数的热敏电阻Rt3和热敏电阻Rt4，即可实现对芯片IC1和芯片IC2之间温度差ΔT2的控制，具体地，

满足上式电阻条件时，热敏电阻Rt3和热敏电阻Rt4的温度差，即为电路所控制的芯片IC1和芯片IC2之间温度差ΔT2，通过对热敏电阻Rt3和热敏电阻Rt4的选择，实现对ΔT2的控制。

在本实施例中，电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6 中至少一个为可变电阻，实现对均衡温度的调整，对均衡温度的控制还可以通过改变第一供电电源Vcc1的电压U1和第二供电电源Vcc2的电压U2控制，通过改变电阻R1的阻值、热敏电阻RT2的温度特性、电阻R2的阻值、电阻R3 的阻值、电阻R6的阻值、电阻R4的阻值、电阻R5的阻值或电阻Rt2的温度特性能够控制在温度均衡时，芯片IC1和芯片IC2之间的温度差ΔT2为零，即芯片IC1和芯片IC2温度相等，具体阻值可通过上述公式计算得出；也可使在温度均衡时，芯片IC1和芯片IC2之间的温度差ΔT2大于零，即芯片IC1的温度大于芯片IC2的温度，具体阻值大小可通过上述公式计算得出；也可使在温度均衡时，芯片IC1和芯片IC2之间的温度差ΔT2小于零，即芯片IC1的温度小于芯片IC2的温度，具体阻值大小可通过上述公式计算得出。

参见图4，是本实用新型提供的一种温度均衡电路又一个实施例的原理图，如图4所示，电路包括半导体制冷器TEC、放大器A1、放大器A2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6，还包括热敏电阻Rt5和热敏电阻Rt6；

具体的连接方式为，TEC的第一端与放大器A1的输出端连接，TEC的第二端与放大器A2的输出端连接；

放大器A1的正相输入端与电阻R2的第二端和电阻R3的第一端连接，电阻R2的第一端与第一供电电源Vcc1连接，电阻R3的第二端接地；放大器A1 的反相输入端与热敏电阻Rt5的第二端和电阻R1的第一端连接，热敏电阻Rt5 的第一端与第一供电电源Vcc1连接，电阻R1的第二端接地；放大器A2的正相输入端与电阻R4的第二端和电阻R5的第一端连接，电阻R4的第一端与第二供电电源Vcc2连接，电阻R5的第二端接地；放大器A2的反相输入端与热敏电阻Rt6的第二端和电阻R6的第一端连接，热敏电阻Rt6的第一端与第二供电电源Vcc2连接，电阻R6的第二端接地；

热敏电阻Rt5与芯片IC1保持距离L5，在具体实施时：L5应尽可能地小，以提高检测灵敏度，此外也可以将热敏电阻集成到芯片IC1中，以增强热敏电阻Rt5检测的准确度。

热敏电阻Rt6与芯片IC2保持距离L6，在具体实施时：L6应尽可能地小，以提高检测灵敏度，此外也可以将热敏电阻集成到芯片IC2中，以增强热敏电阻Rt6检测的准确度。

在具体实施时，芯片IC1和芯片IC2有多条边，当芯片IC1和芯片IC2位置互相靠近时，为尽量减少热敏电阻Rt5和热敏电阻Rt6检测时互相影响，热敏电阻Rt5固定在芯片IC1远离芯片IC2的那条边，热敏电阻Rt6固定在芯片IC2 远离芯片IC1的那条边。

放大器A1和放大器A2之间通过TEC材质的宽厚走线连接，放大器A1与热敏电阻Rt5保持距离L7，L7尽可能地小；放大器A2与热敏电阻Rt6保持距离L8，L8尽可能地小，以减少热传递过程中损耗。

在本实施例中，可通过控制电阻R1的阻值、热敏电阻Rt5的温度特性、电阻R2的阻值、电阻R3的阻值、电阻R4的阻值、电阻R5的阻值、电阻R6的阻值、热敏电阻Rt6的温度特性、第一供电电源Vcc1的电压和第二供电电源 Vcc2的电压来控制均衡温度。

当电阻R1、热敏电阻Rt5、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻 R6和热敏电阻Rt6的阻值在预设温度下满足使TEC的第一端和第二端电位相等的预设的电路条件：

其中，U1为第一供电电源Vcc1的电压，U2为第二供电电源Vcc2的电压；

通过预设的阻值条件，本实施例提供的可调温度均衡电路，能够使放大器 A1的正相输入端和反相输入端间电位差值等于放大器A2的正相输入端和反相输入端间电位差值，使放大器A1输出端电平和放大器A2输出端电平相等，TEC 上没有电流通过，TEC不工作，实现温度均衡，而电路不处于上式的均衡条件时，TEC开始工作，具体为：

当电路条件为：

其中，U1为第一供电电源Vcc1的电压，U2为第二供电电源Vcc2的电压；

放大器A1的正相输入端和反相输入端间电位差值大于放大器A2的正相输入端和反相输入端间电位差值，放大器A1输出端电平大于放大器A2输出端电平，TEC中的电流从第一端流向第二端，TEC靠近芯片IC1的第一端制冷，TEC 靠近芯片IC2的第二端制热，从而均衡芯片IC1与芯片IC2的温度；

当电路条件为：

其中，U1为第一供电电源Vcc1的电压，U2为第二供电电源Vcc2的电压；

放大器A1的正相输入端和反相输入端间电位差值小于放大器A2的正相输入端和反相输入端间电位差值，放大器A1输出端电平小于放大器A2输出端电平，TEC中的电流从第二端流向第一端，TEC靠近芯片IC2的第二端制冷，TEC 靠近芯片IC1的第一端制热，从而均衡芯片IC1与芯片IC2的温度；

本实用新型提供的一种温度均衡电路对芯片IC1和芯片IC2的均衡温度控制具体实现过程为：当热敏电阻Rt5和热敏电阻Rt6为相同的正温度系数的热敏电阻时，第一供电电源Vcc1的电压U1与第二供电电源Vcc2的电压U2相等，通过调整电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6的阻值，来调整放大器A1和放大器A2的正相输入端和反相输入端之间的电位差，从而调整温度稳定时，芯片IC1和芯片IC2之间温度差ΔT3，具体可以为：当R1＝R6，R2/R3＝R4/R5时，ΔT3＝0；当R1>R6，R2/R3＝R4/R5时，ΔT3>0；当R1<R6， R2/R3＝R4/R5时，ΔT3<0。此外还可以通过调整R2/R3与R4/R5之间的比值来控制ΔT3，具体实施时：当R1＝R6，R2/R3＝R4/R5时，ΔT3＝0，当R1＝R6， R2/R3>R4/R5时，ΔT3>0，当R1＝R6，R2/R3<R4/R5时，ΔT3<0；

当热敏电阻Rt5和热敏电阻Rt6不同时，可通过选择不同温度系数的热敏电阻Rt5和热敏电阻Rt6，即可实现对芯片IC1和芯片IC2之间温度差ΔT3的控制，具体地，

满足上式电阻条件时，热敏电阻Rt5和热敏电阻Rt6的温度差，即为电路所控制的芯片IC1和芯片IC2之间温度差ΔT3，通过对热敏电阻Rt5和热敏电阻Rt6的选择，实现对ΔT3的控制。

在本实施例中，电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6 中至少一个为可变电阻，实现对均衡温度的调整，对均衡温度的控制还可以通过改变第一供电电源Vcc1的电压U1和第二供电电源Vcc2的电压U2控制，通过控制电阻R1、热敏电阻Rt5、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻 R6和热敏电阻Rt6的阻值能够控制在温度均衡时，芯片IC1和芯片IC2之间的温度差ΔT3为零，即芯片IC1和芯片IC2温度相等，具体阻值可通过上述公式计算得出；也可使在温度均衡时，芯片IC1和芯片IC2之间的温度差ΔT3大于零，即芯片IC1的温度大于芯片IC2的温度，具体阻值大小可通过上述公式计算得出；也可使在温度均衡时，芯片IC1和芯片IC2之间的温度差ΔT3小于零，即芯片IC1的温度小于芯片IC2的温度，具体阻值大小可通过上述公式计算得出。

参见图5，是本实用新型提供的一种温度均衡电路又一个实施例的原理图，如图5所示，电路包括半导体制冷器TEC、放大器A1、放大器A2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6，还包括热敏电阻Rt7和热敏电阻Rt8；

具体的连接方式为，TEC的第一端接放大器A1的输出端，TEC的第二端接放大器A2的输出端；

放大器A1的正相输入端与电阻R3的第二端和热敏电阻Rt7的第一端连接，热敏电阻Rt7的第二端接地，电阻R3的第一端与第一供电电源Vcc1连接；放大器A1的反相输入端与电阻R1的第二端和电阻R2的第一端连接，电阻R1的第一端与第一供电电源Vcc1连接，电阻R2的第二端接地；放大器A2的正相输入端与热敏电阻Rt8的第一端和电阻R4的第二端连接，热敏电阻Rt8的第二端接地，电阻R4的第一端与第二供电电源Vcc2连接；放大器A2的反相输入端与电阻R5的第二端和电阻R6的第一端连接，电阻R5的第一端与第二供电电源Vcc2连接，电阻R6的第二端接地；

热敏电阻Rt7与芯片IC1保持距离L5’，在具体实施时：L5’应尽可能地小，以提高检测灵敏度，此外也可以将热敏电阻集成到芯片IC1中，以提高检测的准确度。

热敏电阻Rt8与芯片IC2保持距离L6’，在具体实施时：L6’应尽可能地小，以提高检测灵敏度，此外也可以将热敏电阻集成到芯片IC2中，以增强热敏电阻Rt8检测的准确度。

在具体实施时，芯片IC1和芯片IC2有多条边，当芯片IC1和芯片IC2位置互相靠近时，为尽量减少热敏电阻Rt7和热敏电阻Rt8检测时互相影响，热敏电阻Rt7固定在芯片IC1远离芯片IC2的那条边，热敏电阻Rt8固定在芯片IC2 远离芯片IC1的那条边。

放大器A1和放大器A2之间通过TEC材质的宽厚走线连接，放大器A1与热敏电阻Rt7保持距离L7’，L7’尽可能地小；放大器A2与热敏电阻Rt8保持距离L8’，L8’尽可能地小，以减少热传递过程中损耗。

在本实施例中，可通过控制电阻R1的阻值、电阻R2的阻值、热敏电阻Rt7 的温度特性、电阻R3的阻值、电阻R4的阻值、电阻R5的阻值、电阻R6的阻值、热敏电阻Rt8的温度特性、第一供电电源Vcc1的电压和第二供电电源Vcc2 的电压来控制均衡温度。

当电阻R1、热敏电阻Rt7、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6和热敏电阻Rt8的阻值在预设温度下满足使TEC的第一端和第二端电位相等的预设的电路条件：

其中，U1为第一供电电源Vcc1的电压，U2为第二供电电源Vcc2的电压；

通过预设的阻值条件，本实施例提供的可调温度均衡电路，能够使放大器A1的正相输入端和反相输入端间电位差值等于放大器A2的正相输入端和反相输入端间电位差值，使放大器A1输出端电平和放大器A2输出端电平相等，TEC 上没有电流通过，TEC不工作，实现温度均衡，而电路不处于上式的均衡条件时，TEC开始工作，具体为：

当电路条件为：

其中，U1为第一供电电源Vcc1的电压，U2为第二供电电源Vcc2的电压；

放大器A1的正相输入端和反相输入端间电位差值大于放大器A2的正相输入端和反相输入端间电位差值，放大器A1输出端电平大于放大器A2输出端电平，TEC中的电流从第一端流向第二端，TEC靠近芯片IC1的第一端制冷，TEC 靠近芯片IC2的第二端制热，从而均衡芯片IC1与芯片IC2的温度；

当电路条件为：

其中，U1为第一供电电源Vcc1的电压，U2为第二供电电源Vcc2的电压；

放大器A1的正相输入端和反相输入端间电位差值小于放大器A2的正相输入端和反相输入端间电位差值，放大器A1输出端电平小于放大器A2输出端电平，TEC中的电流从第二端流向第一端，TEC靠近芯片IC2的第二端制冷，TEC 靠近芯片IC1的第一端制热，从而均衡芯片IC1与芯片IC2的温度；

当热敏电阻Rt7和Rt8相同且为正温度系数，且第一供电电源电压U1与第二供电电源电压U2相等时，通过调整电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6的阻值，来调整放大器A1和放大器A2的正相输入端和反相输入端之间的电位差，从而调整温度稳定时，芯片IC1和芯片IC2之间温度差ΔT4，具体可以为：当R2/R1＝R6/R5，R4＝R6时，ΔT1＝0；当R3>R4，R2/R1＝ R6/R5时，ΔT1>0；当R3<R4，R2/R1＝R6/R5时，ΔT1<0。此外还可以通过调整R2/R1与R6/R5之间的比值来控制ΔT1，具体实施时：当R3＝R4，R2/R1＝R6/R5 时，ΔT1＝0，当R3＝R4，R2/R1>R6/R5时，ΔT1>0，当R3＝R4，R2/R1<R6/R5 时，ΔT1<0；

当热敏电阻Rt7和热敏电阻Rt8不同时，可通过选择不同温度系数的热敏电阻Rt7和热敏电阻Rt8，即可实现对芯片IC1和芯片IC2之间温度差ΔT4的控制，具体地，

满足上式电阻条件时，热敏电阻Rt7和热敏电阻Rt8的温度差，即为电路所控制的芯片IC1和芯片IC2之间温度差ΔT4，通过对热敏电阻Rt7和热敏电阻Rt8的选择，实现对ΔT4的控制。

在本实施例中，电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6 中至少一个为可变电阻，实现对均衡温度的调整，对均衡温度的控制还可以通过改变第一供电电源Vcc1的电压U1和第二供电电源Vcc2的电压U2控制，通过改变电阻R1的阻值、热敏电阻RT2的温度特性、电阻R2的阻值、电阻R4 的阻值、电阻R6的阻值、电阻R6的阻值、电阻R5的阻值或电阻Rt2的温度特性能够控制在温度均衡时，芯片IC1和芯片IC2之间的温度差ΔT4为零，即芯片IC1和芯片IC2温度相等，具体阻值可通过上述公式计算得出；也可使在温度均衡时，芯片IC1和芯片IC2之间的温度差ΔT4大于零，即芯片IC1的温度大于芯片IC2的温度，具体阻值大小可通过上述公式计算得出；也可使在温度均衡时，芯片IC1和芯片IC2之间的温度差ΔT4小于零，即芯片IC1的温度小于芯片IC2的温度，具体阻值大小可通过上述公式计算得出。本实用新型提供的一种温度均衡电路，通过包含热敏电阻的电桥来检测温度，通过放大器正、反相输入端来监测电桥的中间节点的电压，由正、反相输入端的电压差值来决定放大器输出端电位，热敏电阻的温度影响正、反相输入端的电压差值，决定放大器输出端的电位；

需要说明的是，上述实施例提供的一种温度均衡电路中，第一电阻调节单元和第二电阻调节单元中均只采用了一个热敏电阻，进一步地，第一电阻调节单元和第二电阻调节单元可采用多个热敏电阻构成的电桥结构；

需要说明的是，上述实施例提供的一种温度均衡电路中，第一电阻调节单元和第二电阻调节单元均只采用四个电阻构成的电桥结构，进一步地，第一电阻调节单元和第二电阻调节单元的电桥结构中电阻的数量可不为四个；

需要说明的是，上述实施例提供的一种温度均衡电路中，第一电阻调节单元和第二电阻调节单元采用了电桥结构，进一步地，第一电阻调节单元和第二电阻调节单元可采用其他结构该结构能够通过热敏电阻获取温度信息，并反馈给第一放大器和第二放大器。

本实用新型通过采用两个电桥单元分别检测两个器件的温度，所述两个电桥的中间节点分别连接两个放大器的正、反相输入端，通过两个放大器输出端连接TEC，通过热敏电阻温度变化来影响通过TEC的电流，从而决定TEC的制冷端和产热端，通过TEC的制冷和产热来对两个器件分别实现降温和升温，实现对两个器件温度的均衡，此外本实用新型还可通过电桥电阻的阻值大小和热敏电阻特性来调整TEC两端电位相等时热敏电阻的阻值，即调整达到均衡时，热敏电阻的温度，实现了对两个器件的均衡温度的调节与控制。本实用新型提供的一种温度均衡电路，能够实现对两个器件的温度均衡，提高温度阈值裕量大的器件温度，降低温度超标的器件的温度，减少温度阈值裕量的浪费，并可通过改变电桥电阻即可实现对两个器件温度差的调整，电路结构简单。

应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种温度均衡电路，其特征在于，包括：半导体制冷器、第一放大器、第一电阻调节单元、第二放大器和第二电阻调节单元；

所述半导体制冷器的第一端与所述第一放大器的输出端连接，所述半导体制冷器的第二端与所述第二放大器的输出端连接；

所述第一放大器的输入端与所述第一电阻调节单元连接；

所述第二放大器的输入端与所述第二电阻调节单元连接；

所述第一电阻调节单元包括第一热敏电阻，所述第一热敏电阻靠近第一待调节器件设置或所述第一热敏电阻设置于所述第一待调节器件的内部；

所述第二电阻调节单元包括第二热敏电阻，所述第二热敏电阻靠近第二待调节器件设置或所述第二热敏电阻设置于所述第二待调节器件的内部。

2.根据权利要求1所述的温度均衡电路，其特征在于，所述第一电阻调节单元还包括第一电阻组件，所述第一电阻组件与所述第一热敏电阻连接，且所述第一电阻组件的阻值可调。

3.根据权利要求1所述的温度均衡电路，其特征在于，所述第二电阻调节单元还包括第二电阻组件，所述第二电阻组件与所述第二热敏电阻连接，且所述第二电阻组件的阻值可调。

4.根据权利要求2所述的温度均衡电路，其特征在于，所述第一电阻组件包括第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述第一电阻的第一端用于连接第一供电电源，所述第一电阻的第二端与所述第一热敏电阻的第一端连接，所述第一热敏电阻的第二端接地，所述第一热敏电阻的第一端还与所述第一放大器的反相输入端连接，所述第二电阻的第一端用于连接所述第一供电电源，所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端接地，所述第三电阻的第一端还与所述第一放大器的正相输入端连接，所述第一电阻、所述第二电阻和所述第三电阻至少有一个为可变电阻。

5.根据权利要求3所述的温度均衡电路，其特征在于，所述第二电阻组件包括第四电阻、第五电阻和第六电阻，所述第四电阻的第一端用于连接第二供电电源，所述第四电阻的第二端与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端接地，所述第五电阻的第一端还与所述第二放大器的正相输入端连接；所述第六电阻的第一端用于连接所述第二供电电源，所述第六电阻的第二端与所述第二热敏电阻的第一端连接，所述第二热敏电阻的第二端接地，所述第二热敏电阻的第一端还与所述第二放大器的反相输入端连接，所述第四电阻、所述第五电阻和所述第六电阻至少有一个为可变电阻。

6.根据权利要求1所述的温度均衡电路，其特征在于，所述第一待调节器件和第二待调节器件均为芯片。

7.根据权利要求1所述的温度均衡电路，其特征在于，所述第一放大器靠近所述第一热敏电阻设置，所述第二放大器靠近所述第二热敏电阻设置。

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