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。 2.2.1 热电制冷器(tec)的选择 tec 的选择与温控电路的设计必须要以热流量为基础。热流量可以通过melcor 公司的一个专用软件aztec 方便地计算出来。参数设置如图2 所示，计算得到的热功率为6.76w。热功率与绝缘材料和厚度也很有关系。我们用的电压为5v，所以tec 上的压降在3～4v 左右。考虑到贴片器件的承受能力，电流控制在2～4a。最后选择melcor 公司的dt3-4。 图2 热流量的计算 2.2.2 温控驱动电路 温控采用了linear 公司的ltc1923egn 芯片。该芯片是一个脉宽调制器，特地为tec器件单双向的驱动电路研制，其典型的温度设定精度可以达到0.1°c。ltc1923 采用开关方式通过控制图3 所示的h 型桥电路来控制tec 的制冷与制热。当pa 和na 开通的时候，pb和nb 关闭，电流正向流过tec；反之，反向流过tec。r75 为取样电阻，取样得到的差分电压反馈给ltc1923。 如果tec 的压降为3.5～4v，电流为3.5~4a，则电流回路上其他器件的压降总和为1~1.5v，电阻为0.25～0.4ω。所以场效应对管的
间可能相当长。 目前采用半导体tec 来实现,因为它可选择调整温度值处在工作温度范围的中间。tec 可做为热泵或做为热源,这取决于电流方向。某些系统(如冰箱和大功率处理器冷却) 只用tec 的冷却特性。另一些应用(如晶振和saw 滤波器) 利用热流的两个模式。并且该控制器是真正双向的,使温度从冷端到热端之间没有死区。tec 的驱动电路通常采用“h”桥式,由两个互补的达林顿管或mos 管构成。 对h 桥的驱动宜采用开关式驱动方式,开关式驱动方式功耗小、效率高。对于开关式驱动方式可以使用ltc1923 等专用芯片驱动。其原理如图3 所示。 drv592 是ti ( texas instruments) 公司出品的高效、大功率h 桥电源驱动集成块,输出电压范围从2. 8 v 到5. 5 v ,最大输出电流为3a。drv592 需要外部pwm触发(兼容ttl 逻辑电平) ,内置过流、欠压和过热(130 ℃) 保护和电平指示。业界最小封装( 9mm ×9 mm 32 脚powerpadtm扁平封装模式) ,具有- 40 ℃到85 ℃工业用温度范围标准。值得一提的是该芯片集成了4 个大功率
能保证ld 具有稳定的输出波长、输出功率及最大的效率。同样温度对ld 泵浦的倍频晶体的工作的影响也很大。 图3 dpl 的温度-波长曲线 温度调节用半导体制冷器（tec）是一种依据帊儿帖效应工作的固体热泵，体积小、重量轻、无噪音、制冷效率高，特别适合对有效空间进行温度控制。它的冷、热端方向由电流方向决定，温度的高低与电流大小成正比。在对激光器工作温度的稳定性要求较高的场所，一般都采用双向温控。 激光二极管的tec 温控器电路，有专用的控制芯片，如美国linear 公司的ltc1923。考虑成本，这部分电路自行设计。 激光器组件的测温元件采用热敏电阻，与半导体致冷器配合即可完成对激光器的精密温度控制。通过自动温度控制电路，可把激光器的温度控制在圆缘益依园援1益的范围内，使激光器的工作稳定。热敏电阻测量激光器管芯温度，将其与给定电压比较，进行相应硬件或算法处理后，输出一定电压（电流）给tec，tec 就对激光器进行制冷或加热，使激光器温度稳定在所要求的值 。激光器的温控系统必须满足控制精度高、温度稳定性好的要求，而且，必须是双向控制的，以适应外界温度变化和激光器工作
敏电阻，但其控制电路需采用专用芯片或自行设计，否则激光器不能正常工作。常用的tec控制电路包括2个pwm降压变换器、4个开关（s1~s4）、2个二极管（d1和d2）、2个滤波电感（l1和l2）、2个电容（c1和c2）。tec与电容c1并联分别接pwml和pwm2降压变换器，pwml和pwm2产生的输出直流电压为v1、v2.提供给tec的电流itbc=（v1-v2）/rtrc,rtec为tec两电极间的阻抗。这种控制电路典型应用于maxim公司的max8521、maxl968以及linear公司的ltc1923芯片中，主要存在以下的缺点： ①emi较大。控制电路中的两个滤波电感会对周围产生电磁干扰，且滤波电感的回路阻抗易发生突变而导致产生尖锐的脉冲。 ②外围电路器件数量庞大。温度的反馈信号以及其参数设置均采用模拟电路，从而使应用的成本和复杂性增加，tec工作参数的设置不灵活。 ③tec的温控精度不高。由于采用的是模拟的控制方式，外接误差积分的运算放大器以及数/模转换器的量化误差都在一定程度上限制了tec的控制精度。 ④模式切换较复杂。控制电路在双pwm降压变换器驱动模式下采取模拟的控制
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