抑制红外焦平面温度异常的控制系统技术方案

本申请揭示了一种抑制红外焦平面温度异常的控制系统，属于红外热成像技术领域。所述系统包括红外焦平面探测器、半导体热电制冷器TEC控制器、TEC供电电路、处理器和系统电源，系统电源分别与TEC供电电路以及处理器连接，处理器与TEC供电电路的使能端电性连接，TEC供电电路与TEC控制器的使能端连接，处理器与TEC控制器的输入端连接，TEC控制器与红外焦平面探测器连接。本申请中处理器控制TEC供电电路向TEC控制器供电的时机，保证红外探测装备在开机准备的过程中，开机电流稳定，探测器焦平面温度恒定，不致使红外焦平面瞬间温升过快、温度震荡等异常导致红外图像质量下降，从而能输出质量较高的热成像图像。

Control system for restraining the temperature anomaly of infrared focal plane

The application discloses a control system for reducing the temperature anomaly of infrared focal plane, which belongs to the field of infrared thermal imaging technology. The system includes a power source infrared focal plane detector, semiconductor thermoelectric cooler TEC TEC controller, power supply circuit, processor and system, power supply system is respectively connected with the power supply circuit and the TEC processor, the processor and TEC power supply circuit enable terminal electrically connected TEC power supply circuit and TEC controller enable terminal connection, processor and TEC the controller is connected with the input terminal, connected with the TEC controller and the infrared focal plane detector. The application of TEC processor to control the power supply circuit to the TEC power supply controller timing, ensure the equipment in the process of preparation of infrared detection in the boot, stable current, constant temperature detector focal plane infrared focal plane, does not cause the instantaneous temperature rise too fast, the abnormal temperature shock led to a decline in the quality of the infrared image, which can output thermal image quality high.

【技术实现步骤摘要】
抑制红外焦平面温度异常的控制系统
本专利技术涉及红外热成像
，特别涉及一种抑制红外焦平面温度异常的控制系统。
技术介绍
随着国产红外探测器制造工艺的不断成熟，越来越多的国产红外探测器在民用及军用市场得到广泛应用。红外探测器在管壳内部集成了半导体热电制冷器（英文：ThermoElectricCooler，简称：TEC），该红外探测器需要外部TEC控制器对红外探测器焦平面上的像元进行制冷或加热，从而使得红外探测器内部传感器维持在一个稳定的温度点，对红外探测器的TEC控制策略直接影响红外探测器焦平面响应灵敏度以及图像输出质量。红外探测装备由于其特殊的成像机理，在开机启动时存在一定的开机准备时间，在这段时间里系统处于初始化过程中，红外探测器焦平面的TEC控制处在一种不确定状态，从而导致红外探测器焦平面瞬间温升过快，温度反复震荡，导致焦平面发热量巨大，直接影响了后续的热成像质量。本文提到的红外探测器指采用国产氧化钒探测器的单兵手持式非制冷红外装备、车载非制冷红外装备以及各种空军、海军非制冷红外装备。国产红外探测器的特点：核心器件均采用国产氧化钒探测器，该探测器需要外部的TEC电路控制。现有国产红外探测器均需要外部TEC控制器对探测器焦平面进行温度控制，使探测器各像元保持在一个恒定的温度状态，从而能保证探测器输出的图像能保持良好的均匀性。现阶段，TEC控制器主要采用专用的TEC控制芯片以及TEC控制芯片与处理器协同处理的方式来实现。TEC控制器以及TEC的软件控制策略直接影响着红外探测器装备的成像质量的优劣。而目前国产红外探测装备开机启动过程中探测器焦平面温升过快，开机稳定过程中焦平面温度反复震荡，开机稳定时间过长，直接导致探测器输出图像非均匀性较差，热成像图像质量下降。
技术实现思路
本专利技术提供一种抑制红外焦平面温度异常的控制系统，其目的是用于红外探测装备开机启动时抑制红外焦平面温度异常，避免红外焦平面因温升过高以及温度震荡等导致红外图像输出异常。所述技术方案如下：第一方面，提供了一种抑制红外焦平面温度异常的控制系统，该控制系统包括红外焦平面探测器、半导体热电制冷器TEC控制器、TEC供电电路、处理器和系统电源，其中：该系统电源分别与该TEC供电电路以及该处理器电性连接，该处理器与该TEC供电电路的使能端电性连接，该TEC供电电路与该TEC控制器的使能端电性连接，该处理器还与该TEC控制器的输入端电性连接，该TEC控制器与该红外焦平面探测器电性连接。可选的，控制系统还包括用于感应红外焦平面探测器的环境温度以及红外焦平面探测器的温度的温度传感器，温度传感器与处理器电性连接。通过上述技术方案，本申请可以实现的技术效果至少包括：通过将处理器与TEC供电电路的使能端进行电连、将TEC供电电路与TEC控制器的使能端进行电连，从而使得处理器根据预定控制策略控制TEC供电电路向TEC控制器供电的时机，保证红外探测装备在开机准备的过程中，开机电流稳定，探测器焦平面温度恒定，保证了探测器各像元保持在一个恒定的温度状态，不致使红外焦平面瞬间温升过快、温度震荡等异常导致红外图像质量下降，从而能输出质量较高的热成像图像。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本专利技术。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。图1是本专利技术根据一示例性实施例提供的一种抑制红外焦平面温度异常的控制系统的结构示意图。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本专利技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本专利技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。现有国产红外探测装备在开机工作时，开机瞬时电流过大，探测器焦平面存在发热量过大，温度异常的情况，导致开机探测器温升过快输出图像质量变差。针对于此，本专利技术提供了一种抑制红外焦平面温度异常的控制方法，其可实现国产红外探测装备在开机工作时开机电流稳定，防止探测器焦平面温度上升过快，从而保证探测器输出稳定清晰的热成像图像。请参见图1所示，其是本专利技术根据一示例性实施例提供的一种抑制红外焦平面温度异常的控制系统的结构示意图，该抑制红外焦平面温度异常的控制系统包括红外焦平面探测器110、TEC控制器120、TEC供电电路130、处理器140、系统电源150和温度传感器160，其中：系统电源150分别与TEC供电电路130以及处理器140电性连接，分别为TEC供电电路130和处理器140供电。处理器140与TEC供电电路130的使能端电性连接，控制TEC供电电路130工作的时机。TEC供电电路130与TEC控制器120的使能端电性连接，控制TEC控制器120工作的时机。处理器140还与TEC控制器120的输入端电性连接，控制TEC控制器120执行相应操作。TEC控制器120与红外焦平面探测器110电性连接，为红外焦平面探测器110上的像元加热或制冷。温度传感器160与处理器140电性连接，温度传感器160用于感应红外焦平面探测器的环境温度信息以及红外焦平面探测器的温度信息，并将感应到的环境温度信息和温度信息发送给温度传感器160。在一种可能的实现方式中，TEC控制器可以选用ADI公司的ADN8830，ADN8830是一种具有高输出效率的TEC控制器，它采用一半开关输出，一半线性输出的方式H桥方式，可以同时控制TEC电流的方向和大小，更重要的是它有一个输出使能端，通过控制输出使能端的电压供给可以有效的控制ADN8830的输出使能。TEC控制器的MOSFET选择具有较低的开关阻抗，可以有效地阻止电源的损耗和提高开关效率。这里MOS管可以选择Fairchild公司的FDW2520C，是N沟道的MOS管，最大容许电流为6A,开关阻抗只有18mΩ。TEC供电电路可以采用具有多路输出的LDO芯片，LDO芯片的选择要求应具有每一路供电都可以独立使能。这里TEC供电电路选用的是TI公司的TPS65251芯片，该芯片具有三路电压输出，并且每一路都可以独立使能，从而保证与软件算法的协同处理。处理器采用CycloneIV的EP3C40芯片，这是一款低功耗的FPGA处理芯片，TPS65251的TEC电压控制的使能端接入FPGA芯片管脚。上述TEC控制器、TEC供电电路以及处理器的选用仅是一种示例性举例，在实际应用中，还可以选用其他的型号，本实施例对此不进行限定。下面结合图1所示的控制系统，对本申请提供的抑制红外焦平面温度异常的控制方法进行举例说明。该抑制红外焦平面温度异常的控制方法应用于图1所示的控制系统中，该方法包括如下步骤：第一，在抑制红外焦平面温度异常的控制系统开机上电时，处理器进行初始化操作，TEC供电电路上与处理器连接的使能端被拉低，TEC供电电路向TEC控制器输出的使能电压为零。处理器在进行初始化操作的过程中，可以包括对处理器内多个模块的初始化，比如包括如下初始化操作过程：S1、处理器内的FPGA模块先进行上电初始化操作；S2、在该FPGA模块初始化完成后，对处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抑制红外焦平面温度异常的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括红外焦平面探测器、半导体热电制冷器TEC控制器、TEC供电电路、处理器和系统电源，其中：所述系统电源分别与所述TEC供电电路以及所述处理器电性连接，所述处理器与所述TEC供电电路的使能端电性连接，所述TEC供电电路与所述TEC控制器的使能端电性连接，所述处理器还与所述TEC控制器的输入端电性连接，所述TEC控制器与所述红外焦平面探测器电性连接。

【技术特征摘要】
1.一种抑制红外焦平面温度异常的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括红外焦平面探测器、半导体热电制冷器TEC控制器、TEC供电电路、处理器和系统电源，其中：所述系统电源分别与所述TEC供电电路以及所述处理器电性连接，所述处理器与所述TEC供电电路的使能端电性连接，所述TEC供电电路与所述TEC控...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩瑞，顾鑫，钱佳，高志强，王世允，王洪涛，
申请(专利权)人：江苏北方湖光光电有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32