基於半導體製冷片(TEC)的溫度控製器的應用

來源:未知 作者:admin

  TEC溫度控製器(半導體製冷片控製器)是一種能夠依據通過TEC的電流走向來使物體製冷和製熱的半導體裝置。而我們的TEC溫度控製器(半導體製冷片控製器),就是控製通過TEC的電流走向和強度的電子模塊。通過使用它就可以精確地調整物體的溫度。控製器體積小,模塊化,高效率,低噪聲,精準控溫可用於激光係統的溫度控製等。它的應用主要表現在以下幾方麵:

  一、原理

  半導體製冷片也叫熱電製冷片,其原理是Peltier效應,它既可製冷又可加熱,通過改變直流電流的極性來決定在同一製冷片上實現製冷或加熱,這個效果的產生就是通過熱電的原理來實現的。其實在原理上半導體製冷器隻是一個熱傳遞的工具。其優缺點:

  1、不需要任何製冷劑,可連續工作。

  2、半導體製冷片具有兩種功能,既能製冷,又能加熱,製冷效率一般不高,但製熱效率很高,永遠大於1。因此使用一個片件就可以代替分立的加熱係統和製冷係統。

  3、半導體製冷片是電流換能型片件,通過輸入電流的控製,可實現高精度的溫度控製,再加上溫度檢測和控製手段,,便於組成自動控製係統。

  4、半導體製冷片熱慣性非常小,製冷製熱時間很快,在熱端散熱良好冷端空載的情況下,通電不到一分鍾,製冷片就能達到最大溫差。

  5、半導體製冷片的溫差範圍,從正溫90℃到負溫 度130℃都可以實現。

  二、使用說明

  正確的安裝、組裝方法:1、製冷片一麵安裝散熱片,一麵安裝導冷係統,安裝表麵平麵度不大於0.03mm,要除去毛刺、汙物。2、製冷片與散熱片和導冷塊接觸良好,接觸麵須塗有一薄層導熱矽脂。3、固定製冷片時既要使製冷片受力均勻,又要注意切勿過度,以防止瓷片壓裂。

  正確的使用條件:1、使用直流電源電壓不得超過額定電壓,電源波紋係數小於10%。2、電流不得超過組件的額定電流。3、製冷片正在工作時不得瞬間通反向電壓(須在5分鍾之後)。4、製冷片內部不得進水。5、製冷片周圍濕度不得超過80%。

  三、半導體製冷器的驅動電路設計

  半導體製冷片根據流過半導體的電流方向和大小來決定其工作狀態的(電流的方向決定製冷或者製熱,電流的大小決定製冷或者製熱的程度和效果)。為了使半導體製冷片能夠自動的進行恒溫控製,就必須設計好其驅動電路和控製電路。

  PID控製係統是目前精度較高的技術,可以用來對半導體製冷片的電流進行控製,以實現高精度的控溫效果。

  (一)、總體框圖:


溫度控製係統結構圖

  (二)、驅動電路:

  基於H橋的驅動電路:

  當設置OUT3為高、OUT4為低電平,OUT2為低、OUT1為高電平時,Q3和Q4斷開,Q1和Q2導通,電流由TEC左至右;反之OUT3為低、OUT4為高電平,OUT2為高、OUT1為低電平時,Q3和Q4導通,Q1和Q2斷開,電流由右至左。

  通過單片機PID控製設置OUT1或者OUT4的PWM占空比,控製Q1或者Q4的導通時間來控製TEC的工作時間,從而達到控溫的效果。

  鞍山核心電子技術有限公司主要產品有: TEC(半導體製冷器)溫度控製器、激光驅動器、激光控製器、LED 控製器、LED電源貼片元件盒等多類別十餘個品種。控製器產品實現了體積小,模塊化,高效率,低噪聲等功能特色。

分享到:
展開