一种利用TEC对种子源温度的控制装置的制作方法

本发明涉及tec，特别是涉及一种利用tec对种子源温度的控制装置。

背景技术：

1、在激光通信中，种子源工作电流和环境的变化会导其致温度升降，从而造成波长的漂移，保证激光器能一直处于相对恒温的环境之中是保证波长稳定的一种重要手段。

2、tec(thermo electric cooler)半导体致冷器是一种固态制冷技术，原理是热电材料的帕尔贴效应：当两种不同导体构成回路时，若给回路一个直流电，则回路中的一个节点放热，另一个节点制冷；电流方向反向，则热流方向也反向。配合热敏电阻，以及控制电路，tec既可以制冷又可以制热，即可完成对种子源温度的控制。

3、传统简单的控制方式，使用稳压电源供电，通过ntc实时读取当前种子源温度，当需要升温时q1和q4同时工作，当需要降温时q2和q3同时工作，由pid控制占空比大小；使用恒流电源供电，通过ntc实时读取当前种子源温度，当需要升温时q1和q4同时满占空比工作，当需要降温时q2和q3同时满占空比工作，由pid控制输入电流大小，现有的控制装置控制简单，由于使用稳压电源，在tec工作过程中，电源电压必满足最大温度调整范围且占空比最大时的电压值，那么tec一直工作在满足条件的最高电压下。这种工作方式将减少使用tec寿命；电路结构复杂，需要实时调整电流且响应较快，对环路设计要求较高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种利用tec对种子源温度的控制装置，以解决上述背景技术中提到的问题。

2、本发明的技术方案是一种利用tec对种子源温度的控制装置，所述其输入有稳压电源进行供电，q1和q2为快桥臂，q3和q4为慢桥臂，例如系统需要升温q2、q3的驱动占空比为0，q4占空比为100％，通过调整开关管q1的占空比调节温度，同样需要降温q1、q4的驱动占空比为0，q3占空比为100％，通过调整开关管q2的占空比调节温度，其占空比由pid算法条件下得出，通过占空比信息更新qd1～qd4驱动信号，本发明无需比较当前温度和设定温度，其升温还是降温直接由pid计算得出，控制器通过dac输出vref控制tec供电电压。

3、在一个实施例中，所述设定一个占空比阀值，当占空比大于如0.4，将pid每计算100周期，将电压参考信号vref上调，dac输出加1，当占空比小于如0.3，将pid每计算100周期，将电压参考信号vref下调，dac输出减1，同时限定vref调整的上下边界值，在工作过程中实时监测开关管电流。

4、在一个实施例中，所述当设定温度和当前温度相差(约0～20℃)：占空比小于0.3并动态调整，tec供电将调整为最小电压，温度调整由占空比主导。

5、在一个实施例中，所述当设定温度和当前温度相差(约21～40℃)：占空比将维持0.3～0.4，tec供电电压将动态调整。

6、在一个实施例中，所述当设定温度和当前温度相差(约＞40℃)：占空比将大于0.4并动态调整，tec供电电压将调整至最高，温度调整由占空比主导，温度稳定后pwm占空比和tec输入电压都将调整并在一个合理范围。

7、本发明所提供的有益效果是：

8、本发明解决tec长时间在最大供电电压下减少使用寿命问题，占空比计算将自动翻转升温和降温，同时提高了整体转换效率，温度稳定后pwm占空比和tec输入电压都将调整并在一个合理范围。

技术特征：

1.一种利用tec对种子源温度的控制装置，其特征在于，所述其输入有稳压电源进行供电，q1和q2为快桥臂，q3和q4为慢桥臂，例如系统需要升温q2、q3的驱动占空比为0，q4占空比为100％,通过调整开关管q1的占空比调节温度，同样需要降温q1、q4的驱动占空比为0，q3占空比为100％,通过调整开关管q2的占空比调节温度，其占空比由pid算法条件下得出，通过占空比信息更新qd1～qd4驱动信号，本发明无需比较当前温度和设定温度，其升温还是降温直接由pid计算得出,控制器通过dac输出vref控制tec供电电压。

2.根据权利要求1所述的一种利用tec对种子源温度的控制装置，其特征在于，所述设定一个占空比阀值，当占空比大于如0.4，将pid每计算100周期，将电压参考信号vref上调，dac输出加1，当占空比小于如0.3，将pid每计算100周期，将电压参考信号vref下调，dac输出减1，同时限定vref调整的上下边界值，在工作过程中实时监测开关管电流。

3.根据权利要求2所述的一种利用tec对种子源温度的控制装置，其特征在于，所述当设定温度和当前温度相差(约0～20℃)：占空比小于0.3并动态调整，tec供电将调整为最小电压，温度调整由占空比主导。

4.根据权利要求1所述的一种利用tec对种子源温度的控制装置，其特征在于，所述当设定温度和当前温度相差(约21～40℃)：占空比将维持0.3～0.4，tec供电电压将动态调整。

5.根据权利要求1所述的一种利用tec对种子源温度的控制装置，其特征在于，所述当设定温度和当前温度相差(约＞40℃)：占空比将大于0.4并动态调整，tec供电电压将调整至最高，温度调整由占空比主导，温度稳定后pwm占空比和tec输入电压都将调整并在一个合理范围。

技术总结
本发明涉及一种利用TEC对种子源温度的控制装置，所述其输入有稳压电源进行供电，Q1和Q2为快桥臂，Q3和Q4为慢桥臂，例如系统需要升温Q2、Q3的驱动占空比为0，Q4占空比为100％，通过调整开关管Q1的占空比调节温度，同样需要降温Q1、Q4的驱动占空比为0，Q3占空比为100％，通过调整开关管Q2的占空比调节温度，其占空比由PID算法条件下得出，解决TEC长时间在最大供电电压下减少使用寿命问题，占空比计算将自动翻转升温和降温，同时提高了整体转换效率，温度稳定后PWM占空比和TEC输入电压都将调整并在一个合理范围。

技术研发人员：唐建,陈思宇,吴操,李红英,曹加勇
受保护的技术使用者：成都启微科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23