[发明专利]一种多档位切换半导体致冷器限流保护电路

说明书

本发明提供了一种多档位切换半导体致冷器限流保护电路。所述电路包括输入单元、恒流驱动单元、反向限流保护单元、正向限流保护单元和档位选择电阻网络单元，所述恒流驱动单元、反向和正向限流保护单元并联后的一端与输入单元连接，另一端与档位选择电阻网络单元连接，输入单元能够调节半导体致冷器电流大小和方向；恒流驱动单元能够提供半导体致冷器的加热限制电流和致冷限制电流；反向、正向限流保护单元能够监控流过半导体致冷器的电流大小和方向；档位选择电阻网络单元能够为反向、正向限流保护单元提供一种以上的电流阈值电压。本发明可以简单的选择输出电流档位，最大限度保护半导体致冷器不会因为过流而损坏，电路结构简单，成本低廉。

技术领域

本发明涉及半导体致冷器的加热和致冷限流控制，更具体地讲，涉及一种多档位切换半导体致冷器限流保护电路。

背景技术

半导体制冷器(Thermoelectric Cooler)是一种利用帕耳贴(Peltier)效应进行制冷或加热的半导体器件。这种固态电子器件可以加热或制冷超过环境温度60℃的小型热负荷，控温的稳定性可以达到0.001℃，广泛应用于对温度稳定性要求比较高的半导体激光二极管中。目前大部分商用精密的激光二极管为了尽量避免周围环境对激光二极管控温的稳定性，往往将温度传感器和TEC也集成在激光二极管管芯内部。

由于不同厂家的激光二极管模块内部封装的TEC元件的额定参数不尽相同，且商用的高精度激光二极管模块价格比较昂贵。如果温度控制器的输出电流超过模块内集成的TEC的额定电流，使TEC因为过流而损坏，势必导致整个激光二极管模组不能再正常使用，大大增加了用户的使用风险。目前现有的技术中，只能限定单一的加热和制冷电流值。大部分商用的激光二极管温度控制模块，如Analog Technologies公司的TEC控制器模块，型号为TECA1-XV-XV-D，其最大输出电流为2.5A，且不可调。另外由于TEC在同等电流注入下，制热能力是制冷能力的四倍，为了快速达到热平衡状态，有些场合需要制热的电流小于制冷的电流。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于提供一种正向和反向最大电流独立可调的多档位切换半导体致冷器限流保护电路。

为了实现上述目的，本发明提供了一种多档位切换半导体致冷器限流保护电路，所述保护电路可以包括输入单元、恒流驱动单元、反向限流保护单元、正向限流保护单元和档位选择电阻网络单元，其中，所述输入单元能够调节流过所述恒流驱动单元中半导体致冷器电流的大小和方向；所述恒流驱动单元包括半导体致冷器和取样电阻，所述取样电阻的第一端与所述半导体致冷器连接，第二端接地，所述恒流驱动单元的的第一端与所述输入单元连接，第二端分别与所述反向限流保护单元和正向限流保护单元连接，能够提供所述半导体致冷器的加热限制电流和致冷限制电流；所述反向限流保护单元的第一端与所述输入单元连接，第二端分别与所述恒流驱动单元、正向限流保护单元和档位选择电阻网络单元连接，能够接收所述取样电阻两端的放大电压和所述档位选择电阻网络单元提供的反向限流阈值电压，并能够监控流过所述半导体致冷器的电流大小和方向；所述正向限流保护单元的第一端分别与所述输入单元、反向限流保护单元连接，第二端分别与所述恒流驱动单元、正向限流保护单元和档位选择电阻网络单元连接，能够接收所述取样电阻两端的放大电压和所述档位选择电阻网络单元提供的正向限流阈值电压，能够监控流过所述半导体致冷器的电流大小和方向；所述档位选择电阻网络单元分别与所述反向限流保护单元和正向限流保护单元连接，能够为所述反向限流保护单元提供一种以上的不同反向电流阈值电压和为所述正向限流保护单元提供一种以上的不同正向电流阈值电压。