一种用于半导体制冷片的温控及保护电路制造技术

本发明专利技术公开了一种用于半导体制冷片的温控及保护电路，包括温度/电压转换模块、全桥温度控制模块、开路及过热保护模块和短路及过冷保护模块，通过上述各个模块的配合控制半导体制冷片的工作状态，实现对目标区域温度的可靠控制。本发明专利技术电路的优势在于，可以设定一个温度区间，在此区间内全桥温控电路按照设计正常工作，当目标区域温度低于设定温度区间下限时，全桥温控电路只有制热回路可正常工作，制冷回路被关闭。同样，当目标区域温度高于设定温度区间上限时，全桥温控电路只有制冷回路可正常工作，制热回路被关闭。当热敏器件出现开路或短路情况时，其引起的制热或制冷动作也会被禁止，从而实现对装载有半导体制冷片的目标器件进行可靠温控。

【技术实现步骤摘要】
一种用于半导体制冷片的温控及保护电路
本专利技术属于电子
，尤其涉及一种用于半导体制冷片的温控及保护电路。
技术介绍
半导体制冷片是一种具有帕尔贴效应，又称热-电效应的器件，当通过它的电流反向时，其冷端和热端也会出现互换，控制方便灵活，具有体积小、无噪声、无振动的特点，被广泛应用在需要恒温工作的电子器件中，如激光器、光电探测器等。而这类激光器、光电探测器等往往具有价值高，对控制可靠性要求高的特点，在应用中需要配套热敏器件(如热敏电阻)对目标区域温度进行监控，一旦主控电路因元件故障或者热敏器件因各种原因出现短路或开路的情况，传统的温控电路就会出现失控的情况，造成激光器、光电探测器等损坏的严重后果。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种用于半导体制冷片的温控及保护电路，以解决原有的温控电路容易出现异常而造成器件损坏的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种用于半导体制冷片的温控及保护电路，所述温控及保护电路包括：温度/电压转换模块、全桥温度控制模块、开路及过热保护模块，以及短路及过冷保护模块，其中，所述温度/电压转换模块，分别连接所述全桥温度控制模块、开路及过热保护模块，以及短路及过冷保护模块，所述温度/电压转换模块，实时检测目标区域的温度，并将温度信号转换为电压信号后，分别发送给所述全桥温度控制模块、开路及过热保护模块，以及短路及过冷保护模块；所述全桥温度控制模块，分别连接所述温度/电压转换模块、开路及过热保护模块、短路及过冷保护模块，以及位于待测目标区域内的半导体制冷片，所述全桥温度控制模块用于设定目标区域的期望温度值，并根据接收的所述温度/电压转换模块发送的电压信号进行比对，进而对待测目标区域内的半导体制冷片进行温度调节，所述全桥温度控制模块还接收所述开路及过热保护模块、短路及过冷保护模块发送的指令信号控制加热或制冷的操作；所述开路及过热保护模块，分别连接所述温度/电压转换模块，以及全桥温度控制模块，所述开路及过热保护模块用于设定目标区域的最高温度极限值，并根据接收的所述温度/电压转换模块发送的电压信号进行比对，当实际温度高于设定的该最高温度极限值或者目标区域的温度信号采集器出现开路时，给所述全桥温度控制模块发出停止加热的指令；所述短路及过冷保护模块，分别连接所述温度/电压转换模块，以及全桥温度控制模块，所述短路及过冷保护模块用于设定目标区域的最低温度极限值，并根据接收的所述温度/电压转换模块发送的电压信号进行比对，当实际温度低于设定的该最低温度极限值或者目标区域的温度信号采集器出现短路时，给所述全桥温度控制模块发出停止制冷的指令。进一步地，所述温度/电压转换模块包括热敏电阻、分压电阻和电压跟随器组成的电路，其中，所述分压电阻一端连接精密基准电压源，另一端同时连接热敏电阻的一端和电压跟随器的同相输入端，所述热敏电阻的另一端接地，所述热敏电阻设置于待测目标区域内。进一步地，所述全桥温度控制模块包括期望温度设置的第一电阻和期望温度设置的第二电阻、第一电压比较器、制热回路和制冷回路，其中，由期望温度设置的第一、第二电阻分压得到的期望温度等效电压值连接到第一电压比较器的反相输入端，实际测量温度的等效电压值连接到第一电压比较器的同相输入端，第一电压比较器的输出端还同时连接制热回路和制冷回路。进一步地，所述制热回路包括同相驱动器、第一限流电阻、第一MOS管和第二MOS管，其中，所述第一、第二MOS管的栅极连接在一起，并通过所述第一限流电阻串联到同相驱动器的输出端，第一MOS管的漏极连接到温控电压源，第一MOS管的源极连接半导体制冷片的负极，第二MOS管的漏极连接半导体制冷片的正极，第二MOS管的源极接地；所述制冷回路包括反相驱动器、第二限流电阻、第三MOS管和第四MOS管，其中，所述第三、第四MOS管的栅极连接在一起，通过第二限流电阻串联到反向驱动器的输出端，第三MOS管的漏极连接到温控电压源，第三MOS管的源极连接半导体制冷片的正极，第四MOS管的漏极连接半导体制冷片的负极，第四MOS管的源极接地。进一步地，所述开路及过热保护模块包括过热保护设置第一电阻和过热保护设置第二电阻、第二电压比较器和第一钳位二极管，由过热保护设置第一、第二电阻电阻分压而得到的极限高温等效电压值连接到第二电压比较器的反相输入端，实际测量温度的等效电压值连接到第二电压比较器的同相输入端，第二电压比较器的输出连接第一钳位二极管的阴极，第一钳位二极管的阳极连接到所述第一、第二MOS管的栅极。进一步地，所述开路及过热保护模块还包括开路保护设置第一电阻和开路保护设置第二电阻、第三电压比较器和第二钳位二极管，由开路保护设置第一、第二电阻分压而得到的开路保护电压值连接到第三电压比较器的同相输入端，实际测量温度的等效电压值连接到第三电压比较器的反相输入端，第三电压比较器的输出连接第二钳位二极管的阴极，第二钳位二极管的阳极连接到所述第一、第二MOS管的的栅极，其中，所述过热保护设置第二电阻和开路保护设置第二电阻另一端分别接地。优选地，所述开路及过热保护模块中，所述开路保护设置第二电阻的阻值远大于开路保护设置第一电阻的阻值。进一步地，所述短路及过冷保护模块包括过冷保护设置第一电阻和过冷保护设置第二电阻、第四电压比较器和第三钳位二极管，过冷保护设置第一、第二电阻分压而得到的极限低温等效电压值连接到第四电压比较器的同相输入端，实际测量温度的等效电压值连接到第四电压比较器的反相输入端，第四电压比较器的输出连接第三钳位二极管的阴极，第三钳位二极管的阳极连接到第三、第四MOS管的栅极。进一步地，所述短路及过冷保护模块还包括短路保护设置第一电阻和短路保护设置第二电阻、第五电压比较器和第四钳位二极管，短路保护设置第一、第二电阻分压而得到的短路保护电压值连接到第五电压比较器的反相输入端，实际测量温度的等效电压值连接到第五电压比较器的同相输入端，第五电压比较器的输出连接第四钳位二极管的阴极，第四钳位二极管的阳极连接到第三、第四MOS管的栅极。优选地，在所述短路及过冷保护模块中，所述短路保护设置第一电阻的阻值要远大于短路保护设置第二电阻的阻值。与现有技术相比，本专利技术在通过控制半导体制冷片实现对目标区域恒温控制的同时，能够实现对温控系统异常状况的判断并作出相应的保护控制，大大降低了因电路问题或操作不当而对目标器件造成损坏的概率。附图说明图1为本专利技术实施例所述的用于半导体制冷片的温控及保护电路的结构原理图；图2为本专利技术实施例所述的温度/电压转换模块的电路图；图3为本专利技术实施例所述的全桥温度控制模块的电路图；图4为本专利技术实施例所述的开路及过热保护模块的电路图；图5为本专利技术实施例所述的短路及过冷保护模块的电路图。具体实施方式以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称零部件，本领域技术人员应可理解，零部件制造厂家可能会用不同名词来称呼同一个部件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分部件的方式，而是以部件在功能上的差异作为区分的准则。说明书后续描述为实施本专利技术的较佳实施方式，所描述乃以说明本专利技术的一般原则为目的，并非用以限定本专利技术的范围。本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于半导体制冷片的温控及保护电路，其特征在于，所述温控及保护电路包括：温度/电压转换模块、全桥温度控制模块、开路及过热保护模块，以及短路及过冷保护模块，其中，所述温度/电压转换模块，分别连接所述全桥温度控制模块、开路及过热保护模块，以及短路及过冷保护模块，所述温度/电压转换模块，实时检测目标区域的温度，并将温度信号转换为电压信号后，分别发送给所述全桥温度控制模块、开路及过热保护模块，以及短路及过冷保护模块；所述全桥温度控制模块，分别连接所述温度/电压转换模块、开路及过热保护模块、短路及过冷保护模块，以及位于待测目标区域内的半导体制冷片，所述全桥温度控制模块用于设定目标区域的期望温度值，并根据接收的所述温度/电压转换模块发送的电压信号进行比对，进而对待测目标区域内的半导体制冷片进行温度调节，所述全桥温度控制模块还接收所述开路及过热保护模块、短路及过冷保护模块发送的指令信号控制加热或制冷的操作；所述开路及过热保护模块，分别连接所述温度/电压转换模块，以及全桥温度控制模块，所述开路及过热保护模块用于设定目标区域的最高温度极限值，并根据接收的所述温度/电压转换模块发送的电压信号进行比对，当实际温度高于设定的该最高温度极限值或者目标区域的温度信号采集器出现开路时，给所述全桥温度控制模块发出停止加热的指令；所述短路及过冷保护模块，分别连接所述温度/电压转换模块，以及全桥温度控制模块，所述短路及过冷保护模块用于设定目标区域的最低温度极限值，并根据接收的所述温度/电压转换模块发送的电压信号进行比对，当实际温度低于设定的该最低温度极限值或者目标区域的温度信号采集器出现短路时，给所述全桥温度控制模块发出停止制冷的指令。...

【技术特征摘要】
1.一种用于半导体制冷片的温控及保护电路，其特征在于，所述温控及保护电路包括：温度/电压转换模块、全桥温度控制模块、开路及过热保护模块，以及短路及过冷保护模块，其中，所述温度/电压转换模块，分别连接所述全桥温度控制模块、开路及过热保护模块，以及短路及过冷保护模块，所述温度/电压转换模块，实时检测目标区域的温度，并将温度信号转换为电压信号后，分别发送给所述全桥温度控制模块、开路及过热保护模块，以及短路及过冷保护模块；所述全桥温度控制模块，分别连接所述温度/电压转换模块、开路及过热保护模块、短路及过冷保护模块，以及位于待测目标区域内的半导体制冷片，所述全桥温度控制模块用于设定目标区域的期望温度值，并根据接收的所述温度/电压转换模块发送的电压信号进行比对，进而对待测目标区域内的半导体制冷片进行温度调节，所述全桥温度控制模块还接收所述开路及过热保护模块、短路及过冷保护模块发送的指令信号控制加热或制冷的操作；所述开路及过热保护模块，分别连接所述温度/电压转换模块，以及全桥温度控制模块，所述开路及过热保护模块用于设定目标区域的最高温度极限值，并根据接收的所述温度/电压转换模块发送的电压信号进行比对，当实际温度高于设定的该最高温度极限值或者目标区域的温度信号采集器出现开路时，给所述全桥温度控制模块发出停止加热的指令；所述短路及过冷保护模块，分别连接所述温度/电压转换模块，以及全桥温度控制模块，所述短路及过冷保护模块用于设定目标区域的最低温度极限值，并根据接收的所述温度/电压转换模块发送的电压信号进行比对，当实际温度低于设定的该最低温度极限值或者目标区域的温度信号采集器出现短路时，给所述全桥温度控制模块发出停止制冷的指令。2.如权利要求1所述的用于半导体制冷片的温控及保护电路，其特征在于，所述温度/电压转换模块包括热敏电阻、分压电阻和电压跟随器组成的电路，其中，所述分压电阻一端连接精密基准电压源，另一端同时连接热敏电阻的一端和电压跟随器的同相输入端，所述热敏电阻的另一端接地，所述热敏电阻设置于待测目标区域内。3.如权利要求1所述的用于半导体制冷片的温控及保护电路，其特征在于，所述全桥温度控制模块包括期望温度设置的第一电阻和期望温度设置的第二电阻、第一电压比较器、制热回路和制冷回路，其中，由期望温度设置的第一、第二电阻分压得到的期望温度等效电压值连接到第一电压比较器的反相输入端，实际测量温度的等效电压值连接到第一电压比较器的同相输入端，第一电压比较器的输出端还同时连接制热回路和制冷回路。4.如权利要求3所述的用于半导体制冷片的温控及保护电路，其特征在于，所述制热回路包括同相驱动器、第一限流电阻、第一MOS管和第二MOS管，其中，所述第一、第二MOS管的栅极连接在一起，并通过所述第一限流电阻串联到同相驱动器的输出端，第一MOS管的漏极连接到温控电压源，第一MOS管的源极连接半导体制冷片的负极，第二M...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡峰，洪顺坤，马磊，陈令乾，薛明岚，黄宏启，王育华，
申请(专利权)人：安徽宝龙环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34