電學(xué)半導(dǎo)體制冷器(tec)的驅(qū)動(dòng)與控制-在線瀏覽
2024-08-17 16:01本頁面
【正文】 采用20引腳TQFN封裝（MAX8520）和36焊球WLP封裝（MAX8521），提供了最小的PCB封裝解決方案。3V，驅(qū)動(dòng)電流3A的電壓。獨(dú)立的正和負(fù)輸出電流閾值和電壓閾值控制電路已經(jīng)在芯片上集成，并且可以通過外部電阻器對其進(jìn)行設(shè)定。高度集成的MAX1978提供了成本合理，體積合適的驅(qū)動(dòng)控制TEC的解決方案，并且這一方案的控制閉環(huán)只需要一些無源外部元件。該誤差信號被放大，并發(fā)送到TEC。如同任何控制回路，穩(wěn)態(tài)精度與DC環(huán)路增益密切相關(guān)。因此，TEC和監(jiān)控回路需要一個(gè)補(bǔ)償電路以避免振蕩和過沖。因此，要實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定，最小尺寸的積分電容必須認(rèn)真選擇?？梢酝ㄟ^使用MAX1968或MAX1978作為一個(gè)驅(qū)動(dòng)器測量的TEC模塊的低頻響應(yīng)、在該模塊的內(nèi)部的熱敏電阻，或者亞赫茲像能力和網(wǎng)絡(luò)分析儀（如同安捷倫174。大多數(shù)激光二極管TEC模塊的性能大都接近雙極型系統(tǒng)（twopole）的行為的系統(tǒng)。如果沒有網(wǎng)絡(luò)分析儀，那么測量直流增益時(shí)可認(rèn)為TEC的響應(yīng)極點(diǎn)為20mHz和1Hz。由于模塊有一個(gè)緩慢的20mHz的極，頻率上升到1Hz后大約有90度的相移。在制冷模式下的TEC的響應(yīng)如圖1中的實(shí)線圖形所示。該模塊的其他因素，如散熱，環(huán)境溫度，和內(nèi)部產(chǎn)生的熱量，也可能改變響應(yīng)曲線。如果一個(gè)TEC模塊沒有內(nèi)部的熱敏電阻，所用的TEC和熱敏電阻的頻率響應(yīng)要單獨(dú)測定。在這里可以對電路進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化TEC響應(yīng)。在圖2中的積分器是由C2構(gòu)成的，并且積分器添加了響應(yīng)曲線的第三極，R3使得電路更加使得穩(wěn)定。理想情況下，這應(yīng)該發(fā)生在第一極點(diǎn)20mHz。雖然這個(gè)過程中創(chuàng)建了一個(gè)從20mHz到70mHz的二階響應(yīng)，但是相位從未達(dá)到振蕩條件（180度）。圖2 PID控制器的電路。這個(gè)零點(diǎn)提供了額外的相位裕度，使閉環(huán)在在更高的頻率處截止。雖然具有高環(huán)路帶寬的快速響應(yīng)是不需要的，高DC增益和小電容卻是必不可少的。在TEC的應(yīng)用中，這允許閉環(huán)在2Hz交叉，并為閉環(huán)在很寬的范圍內(nèi)提供良好的相位裕度。盡量選擇高阻值的R3以使積分電容C2盡可能小。因?yàn)槲覀儽仨氃?0mHz插入一個(gè)零點(diǎn)，我們使用關(guān)系：FZ1 = 1 /（2πC2R3）圖3 熱閉環(huán)原理簡圖前文已經(jīng)說過，F(xiàn)Z1 = 70mHZ，如果選擇R3 =243kΩ，那么C2 ?，F(xiàn)在我們選擇R1 =10kΩ?，F(xiàn)在，我們必須插入一個(gè)零點(diǎn)以抹去第二個(gè)在1Hz的TEC響應(yīng)曲線極點(diǎn)。這給出了一個(gè)在交叉頻率的一個(gè)更好的相位裕度。這限制了積分器的的增益。我們選
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