[实用新型]一种TEC驱动电路

说明书

技术领域

本实用新型属于TEC电源驱动技术领域，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。

背景技术

TEC (Thermo electric Cooler，半导体致冷器)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。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。

申请人在实现本实用新型时发现，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。

发明内容

为了解决上述问题和不足，本实用新型对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：

本实用新型实施例提供了一种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，本实用新型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、C10、C11、电感L1和吸纳二极管D2，电源正极连接电解电容C7正极、电容C8一端和芯片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C10正极、电容C9一端和电解电容C11正极，芯片U2的1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C10负极、电容C9另一端和电解电容C11负极接地。

进一步地，本实用新型实施例中的降压型直流电源变换器芯片U2为XL4016芯片。

其中，本实用新型实施例中的电流采集单元包括电阻RS1和R7，电阻RS1一端连接电解电容C11正极和电阻R7一端，电阻RS1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，本实用新型实施例中的电阻RS1为毫欧精密电阻。

其中，本实用新型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C1，电阻R7另一端连接运算放大器U1同相输入端；外部信号输入端与运算放大器U1反相输入端之间依次连有电阻R3和R4，电阻R5一端连接电阻R3和R4的连接点，电阻R5另一端接地；电容C1和电阻R1的两端都分别连接运算放大器U1反相输入端和输出端，运算放大器U1输出端与电压控制单元之间串联电阻R2。

其中，本实用新型实施例中的电压控制单元包括电阻R6、电容C4、C5、二极管D1和滑动变阻器RP1，电阻R2、电容C4一端、电阻R6一端、电容C5一端和二极管D1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RP1的两固定端分别连接二极管D1正极和电感L1另一端，滑动变阻器RP1的滑动端连接电容C5另一端和电感L1另一端。

本实用新型实提供的TEC驱动电路的有益效果为：

本实用新型实施例提供的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为本实用新型实施例提供的TEC驱动电路的结构示意图；