一种线性输出的TEC驱动电桥电路及TEC驱动装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种线性输出的TEC驱动电桥电路及TEC驱动装置，属于TEC驱动电桥技术领域，所述TEC驱动电桥电路包括输入电源模块、与输入电源模块连接的TEC驱动电桥上管模块、与TEC驱动电桥上管模块连接的TEC驱动电桥下管模块、第一控制I/O模块和第二控制I/O模块，所述TEC驱动电桥上管模块采用N型MOS管与P型MOS管并联的结构，且所述TEC驱动电桥上管模块和TEC驱动电桥下管模块均分别外接TEC的热端TEC_Heat和TEC的冷端TEC_Cool；本发明专利技术通过对电桥的上管采用P型MOS管和N型MOS管并联的方式，使输入电压和输出电压始终保持线性关系，有效解决了传统电桥电路输出效率低的问题。有效解决了传统电桥电路输出效率低的问题。有效解决了传统电桥电路输出效率低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种线性输出的TEC驱动电桥电路及TEC驱动装置


[0001]本专利技术涉及TEC驱动电桥
，具体涉及一种线性输出的TEC驱动电桥电路及TEC驱动装置。

技术介绍

[0002]半导体制冷器（Thermo Electric Clooer）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。重掺杂的N型和P型的碲化铋主要用作TEC的半导体材料，碲化铋元件采用电串联，并且是并行发热。TEC包括一些P型和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的一侧传到另一侧，在TEC上产生
″
热
″
侧和
″
冷
″
侧，这就是TEC的加热与致冷原理。
[0003]传统的电桥电路，若电桥的上管采用P型MOS管，在低输入电压时，上管无法饱和导通，而若上管采用N型MOS管，在高输入电压时，上管又无法饱和导通，导致输入和输出电压在高低电压段分别存在非线性变化，输出的效率低，不能满足对高效率线性输出TEC驱动电桥的要求，而即便在上管采用N型MOS管的基础上增加升压电路和电平转换电路，或采用集成方案能够实现线性输出要求，但在功耗和成本上的消耗却更大。

技术实现思路

[0004]为了改善现有技术中存在的不足，提供一种线性输出的TEC驱动电桥电路及TEC驱动装置，通过对电桥的上管采用P型MOS管和N型MOS管并联的方式，使输入电压和输出电压始终保持线性关系，有效解决了传统电桥电路输出效率低的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一方面，本专利技术提供一种线性输出的TEC驱动电桥电路，包括输入电源模块、与输入电源模块连接的TEC驱动电桥上管模块、与TEC驱动电桥上管模块连接的TEC驱动电桥下管模块、第一控制I/O模块和第二控制I/O模块，所述TEC驱动电桥上管模块采用N型MOS管与P型MOS管并联的结构，且所述TEC驱动电桥上管模块和TEC驱动电桥下管模块均分别外接TEC的热端TEC_Heat和TEC的冷端TEC_Cool。
[0007]优选地，所述电源模块采用直流电源BT1；
[0008]所述直流电源BT1的正极分别与TEC驱动电桥上管模块的第一N型漏极、第二N型漏极、第一P型漏极和第二P型漏极连接，所述直流电源BT1的负极接地。
[0009]优选地，所述TEC驱动电桥上管模块包括P型MOS管Q1、P型MOS管Q2、N型MOS管Q3和N型MOS管Q4；
[0010]所述P型MOS管Q1的漏极和P型MOS管Q2的漏极分别作为TEC驱动电桥上管模块的第一P型漏极和第二P型漏极；所述N型MOS管Q3的漏极和N型MOS管Q4的漏极分别作为TEC驱动电桥上管模块的第一N型漏极和第二N型漏极；所述P型MOS管Q1的栅极作为TEC驱动电桥上管模块的第一P型栅极，分别与TEC驱动电桥下管模块的第一N型栅极和第一I/O控制模块连
接，并外接TEC的热端TEC_Heat；所述P型MOS管Q2的栅极作为TEC驱动电桥上管模块的第二P型栅极，分别与TEC驱动电桥下管模块的第二N型栅极和第二I/O控制模块连接，并外接TEC的冷端TEC_Cool；所述P型MOS管Q1的源极作为TEC驱动电桥上管模块的第一P型源极，分别与TEC驱动电桥下管模块的第一N型漏极和N型MOS管Q3的源极连接；所述P型MOS管Q2的源极作为TEC驱动电桥上管模块的第二P型源极，分别与TEC驱动电桥下管模块的第二N型漏极和N型MOS管Q4的源极连接；所述N型MOS管Q3的栅极作为TEC驱动电桥上管模块的第一N型栅极，并外接TEC的冷端TEC_Cool；所述N型MOS管Q4的栅极作为TEC驱动电桥上管模块的第二N型栅极，并外接TEC的热端TEC_Heat。
[0011]优选地，所述TEC驱动电桥下管模块包括N型MOS管Q5和N型MOS管Q6；
[0012]所述N型MOS管Q5的漏极作为TEC驱动电桥下管模块的第一N型漏极；所述N型MOS管Q6的漏极作为TEC驱动电桥下管模块的第二N型漏极；所述N型MOS管Q5的栅极作为TEC驱动电桥下管模块的第一N型栅极；所述N型MOS管Q6的栅极作为TEC驱动电桥下管模块的第二N型栅极；所述N型MOS管Q5的源极与N型MOS管Q6的源极连接。
[0013]优选地，所述第一I/O控制模块采用直流电源BT2；
[0014]所述直流电源BT2的正极分别与TEC驱动电桥上管模块的第一P型栅极和TEC驱动电桥下管模块的第一N型栅极连接，并外接TEC的热端TEC_Heat；所述直流电源BT2的负极接地。
[0015]优选地，所述第二I/O控制模块采用直流电源BT3；
[0016]所述直流电源BT3的正极分别与TEC驱动电桥上管模块的第二P型栅极和TEC驱动电桥下管模块的第二N型栅极连接，并外接TEC的冷端TEC_Cool；所述直流电源BT3的负极接地。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有以下优势：
[0018]本专利技术提供的线性输出的TEC驱动电桥电路，将电桥的上管采用了P型MOS管和N型MOS管相并联的方式，在整个输入电压范围内导通阻抗一直保持在很低的状态，MOS管始终保持饱和导通，输入和输出电压始终保持线性关系，输出也能够达到输入电源电压，有利于线性控制系统的控制，电桥始终保持高效率输出，相较集成方案和分立设置MOS管方案也更节省功耗和更节约成本。
[0019]另一方面，本专利技术还提供一种具有线性输出的TEC驱动电桥电路的TEC驱动装置，所述TEC采用上述线性输出的TEC驱动电桥电路作为驱动电桥电路。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有以下优势：
[0021]采用了上述线性输出的TEC驱动电桥电路作为本专利技术中TEC驱动装置的驱动电桥电路，实现了始终保持高效率输出，相较集成方案和分立设置MOS管方案也更节省功耗和更节约成本。
[0022]针对于本专利技术还具有的其他优势将在后续的实施例中进行更细致的分析。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍， 应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据
这些附图获得其他相关的附图。
[0024]图1为本专利技术实施例中一种线性输出的TEC驱动电桥电路的电路原理图。
[0025]图2为本专利技术实施例中一种线性输出的TEC驱动电桥电路的仿真测试原理图。
[0026]图3为本专利技术实施例中一种线性输出的TEC驱动电桥电路的仿真结果图。
[0027]图4为实施例中用于对比方案的一种2PMOS和2NMOS的电桥仿真测试电路的原理图。
[0028]图5为实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种线性输出的TEC驱动电桥电路，包括输入电源模块、与输入电源模块连接的TEC驱动电桥上管模块、与TEC驱动电桥上管模块连接的TEC驱动电桥下管模块、第一控制I/O模块和第二控制I/O模块，其特征在于，所述TEC驱动电桥上管模块采用N型MOS管与P型MOS管并联的结构，且所述TEC驱动电桥上管模块和TEC驱动电桥下管模块均分别外接TEC的热端TEC_Heat和TEC的冷端TEC_Cool。2.根据权利要求1所述的线性输出的TEC驱动电桥电路，其特征在于，所述电源模块采用直流电源BT1；所述直流电源BT1的正极分别与TEC驱动电桥上管模块的第一N型漏极、第二N型漏极、第一P型漏极和第二P型漏极连接，所述直流电源BT1的负极接地。3.根据权利要求2所述的线性输出的TEC驱动电桥电路，其特征在于，所述TEC驱动电桥上管模块包括P型MOS管Q1、P型MOS管Q2、N型MOS管Q3和N型MOS管Q4；所述P型MOS管Q1的漏极和P型MOS管Q2的漏极分别作为TEC驱动电桥上管模块的第一P型漏极和第二P型漏极；所述N型MOS管Q3的漏极和N型MOS管Q4的漏极分别作为TEC驱动电桥上管模块的第一N型漏极和第二N型漏极；所述P型MOS管Q1的栅极作为TEC驱动电桥上管模块的第一P型栅极，分别与TEC驱动电桥下管模块的第一N型栅极和第一I/O控制模块连接，并外接TEC的热端TEC_Heat；所述P型MOS管Q2的栅极作为TEC驱动电桥上管模块的第二P型栅极，分别与TEC驱动电桥下管模块的第二N型栅极和第二I/O控制模块连接，并外接TEC的冷端TEC_Cool；所述P型MOS管Q1的源极作为TEC驱动电桥上管模块的第一P型源极，分别与TEC驱动电桥下管模块的第一N型漏极和N型MOS管Q3的源极连接；所述P型MOS管Q2的源极作为TEC驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨洪，孙凤兰，郑军，蔡瑞刚，
申请(专利权)人：索尔思光电成都有限公司，
类型：发明
国别省市：