一种TEC驱动电路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种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。本实用新型专利技术是用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，本实用新型专利技术输出电压稳定。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
—种TEC驱动电路
本技术属于TEC电源驱动
，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。
技术介绍
TEC (Thermo electric Cooler,半导体致冷器)是利用半导体材料的拍尔帖效应制成的。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:在实现本技术时发现，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。
技术实现思路
为了解决上述问题和不足，本技术对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:本技术实施例提供了 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，本技术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、CIO、CU、电感LI和吸纳二极管D2，电源正极连接电解电容C7正极、电容C8 —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ClO正极、电容C9 一端和电解电容Cll正极，芯片U2的I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ClO负极、电容C9另一端和电解电容Cll负极接地。进一步地，本技术实施例中的降压型直流电源变换器芯片U2为XL4016芯片。其中，本技术实施例中的电流采集单元包括电阻RSl和R7，电阻RSl —端连接电解电容Cll正极和电阻R7 —端，电阻RSl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，本技术实施例中的电阻RSl为毫欧精密电阻。其中，本技术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Cl，电阻R7另一端连接运算放大器Ul同相输入端；外部信号输入端与运算放大器Ul反相输入端之间依次连有电阻R3和R4，电阻R5 —端连接电阻R3和R4的连接点，电阻R5另一端接地；电容Cl和电阻Rl的两端都分别连接运算放大器Ul反相输入端和输出端，运算放大器Ul输出端与电压控制单元之间串联电阻R2。其中，本技术实施例中的电压控制单元包括电阻R6、电容C4、C5、二极管Dl和滑动变阻器RPl，电阻R2、电容C4 一端、电阻R6 —端、电容C5 —端和二极管Dl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RPl的两固定端分别连接二极管Dl正极和电感LI另一端，滑动变阻器RPl的滑动端连接电容C5另一端和电感LI另一端。本技术实提供的TEC驱动电路的有益效果为:本技术实施例提供的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为本技术实施例提供的TEC驱动电路的结构示意图；图2为本技术实施例提供的TEC驱动电路的详细电路图。【具体实施方式】为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术作进一步地详细描述。参见图1，本技术实施例提供了一种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兀103的输出端和电压控制单兀105的第一输入端相连，电压控制单兀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；电压控制单兀105,用于将其第一输入端的电压(电流信号处理单兀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，本技术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LI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ClO和电解电容Cll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 —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ClO正极、电容C9 一端和电解电容Cll正极，芯片U2的I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ClO负极、电容C9另一端和电解电容Cll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，本技术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，本技术实施例中的电流采集单元103包括电阻RSl和R7，电阻R本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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LI和吸纳二极管D2，电源正极连接电解电容C7正极、电容C8 —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ClO正极、电容C9 一端和电解电容Cll正极，芯片U2的I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ClO负极、电容C9另一端和电解电容Cll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...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨林，李曦，刘海波，
申请(专利权)人：武汉洛芙科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：