0-30A智能PID半导体制冷片恒流驱动源

(型号：TEC-30A-20V)

一：功能描述

半导体制冷是利用帕尔帖效应原理工作的，具有高精度、长寿命、体积小、无噪声、无磨损、无振动、无污染、既可制冷又可加热等特点，是真正的绿色产品。本系列TEC制冷电源带有完美的PID控制软件，智能无级控温，既可制冷又可加热。可用于控制激光器件、

医疗器件、半导体器件、红外探测器、光电倍增管、或其它任何需要温度控制的地方。该产品采用现代电力电子器件和高速微处理器(MPU)程序控制技术，以及PWM调制、双向电源、PID调节技术，具有优良的电压、电流输出特性，开关机时无过冲、反冲、浪涌现象，并带有过流、过温、欠温等保护电路，以及一组常开/常闭的温度报警信号输出。

本电源使用了单元模块并联技术，基于一个高性能、高精度、率的恒流源子模块，通过n个子模块的简单叠加，实现任意大电流输出。相比较传统电源，这一设计具有搭积木式结构，具有很多优点：

：结构简单且容易实现任意大小电流输出，使用子模块搭积木式结构，客户维护方便快捷。

第二：基于子模块高精度、率的特点，系统也具有精度高，效率超高特点。

第三：相比较传统电压驱动源，恒流驱动源更具有寿命长的特点。

电源输入 24.5V±0.5V 电压输出 近0-20V

输入功率 >输出功率/0.92 慢启动时间 大于500mS

电源输出 近0-30A 效率大于 92%

二：制冷电源的接线图

本电源可使用成熟的PID温度控制仪进行控制，同时也可以使用用户的控制器，如MCU或者DSP来控制恒流模块，下面分别给出PID温度控制仪的接线图和微控制器接线图。

图1 PID温度控制仪和恒流驱动模块的连线图

图1所示的PID温度控制仪和恒流驱动模块的连线图。恒流驱动模块和24V的开关电源连接，要求开关电源:输出功率>输出功率/0.92，恒流驱动模块和TEC连接，这里建议将TEC两个串联然后并联在一起，30A的恒流驱动模块大约能够控制16块TEC，如果只需要控制8块左右的TEC，则可以8块TEC直接并联，然后使用恒流模块驱动。外部使用一个50K的电位器，调节恒流驱动模块的恒流大小，后通过温控器的继电器输出控制端控制恒流驱动电源的使能控制端，当PID温度控制仪内部的继电器吸合时，恒流驱动电路没有电流输出；当断开时，有电流输出。PT100电阻和温控器连接，将PT100电阻放置在被制冷的区域内，完成整个温度控制闭环。

用户也可以使用单片机或者DSP来控制恒流驱动模块，实现特定的功能，连接图如图2所示。

图2 处理器和恒流驱动模块的连线图

由于采用单片机或者DSP来控制，温度采集建议使用DS18B20等类似的数字温度传感器，结构简单，精度较高。通过三根线实现处理器和恒流驱动模块的连接。

GND端：处理器的GND连接。

电流输出使能端：和处理器的输出端口连接，要求高电平输出电流大于5mA，推动内部的光耦，当该端口为高电平时，恒流驱动模块没有电流输出，当该端口为低电平时，输出电流。

0-3.3V控制电流输出端：和处理器的DA模块连接，输入电压范围是0-3.3V，控制恒流大小为0-30A，线性关系，要求DA输出串联一个1k电阻后输入该电压信号。

三：TEC加热模式接线图

在TEC的加热模式和制冷模式下，温度控制仪参数设定一样，只是接线有差别。

改动一：TEC制冷片的正极和负极接线调换位置，改动如图3所示；

改动二：恒流源驱动模块控制接口的7脚和8脚连接510欧姆电阻；驱动模块控制接口的7脚和温控仪4脚连接，驱动模块控制接口的6脚和温控仪5脚连接。

经过以上接线，TEC加热模式接线完毕，设定温度控制仪，可以正常工作使用。

图3 TEC加热模式接线图

四 详细的控制接口定义

该恒流驱动模块还具有很丰富的应用接口，如图4所示。

图4 恒流驱动模块的其他接线形式

外接一块数字表头，可以显示恒流输出电流大小，两个LED指示灯显示过流、过热情况，外接电流输出使能开关（常闭），控制电流输出等。

详细的结构介绍如下，控制接口采用10芯IDC10接口，在线路板的左下角位置，参加图5所示。

图5 控制接口示意图

下面分别介绍各个端口的功能:

1脚：过热报警端口

图6 过热报警接线图

内部为npn三极管结构，外接LED指示灯，内部具有0.125W限流电阻，电源外部不必再添加限流电阻。如果内部温度超过80度，过热报警动作，指示灯亮。（电源正常工作）

2脚：过流报警端口

图7 过流报警接线图

内部为SCR结构，外接LED指示灯，内部具有0.125W限流电阻。如果出现电源过流情况，过流保护动作，指示灯亮，电源停止输出。

3脚：+