基于半導(dǎo)體制冷片(TEC)的溫度控制器

1、一、原理半導(dǎo)體制冷片也叫熱電制冷片，其原理是Peltier效應(yīng)，它既可制冷又可加熱，通過(guò)改變直流電流的極性來(lái)決定在同一制冷片上實(shí)現(xiàn)制冷或加熱，這個(gè)效果的產(chǎn)生就是通過(guò)熱電的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其實(shí)在原理上半導(dǎo)體制冷器只是一個(gè)熱傳遞的工具。具優(yōu)缺點(diǎn)：1、不需要任何制冷劑，可連續(xù)工作。2、半導(dǎo)體制冷片具有兩種功能，既能制冷，又能加熱，制冷效率一般不高，但制熱效率很高，永遠(yuǎn)大于1。因此使用一個(gè)片件就可以代替分立的加熱系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)。3、半導(dǎo)體制冷片是電流換能型片件，通過(guò)輸入電流的控制，可實(shí)現(xiàn)高精度的溫度控制，再加上溫度檢測(cè)和控制手段，便于組成自動(dòng)控制系統(tǒng)。4、半導(dǎo)體制冷片熱慣性非常小，制冷制熱時(shí)間很快，在熱

2、端散熱良好冷端空載的情況下，通電不到一分鐘，制冷片就能達(dá)到最大溫差。5、半導(dǎo)體制冷片的溫差范圍，從正溫90c到負(fù)溫度130c都可以實(shí)現(xiàn)。二、使用說(shuō)明：正確的安裝、組裝方法：1、制冷片一面安裝散熱片，一面安裝導(dǎo)冷系統(tǒng)，安裝表面平面度不大于0.03mm,要除去毛刺、污物。2、制冷片與散熱片和導(dǎo)冷塊接觸良好，接觸面須涂有一薄層導(dǎo)熱硅脂。3、固定制冷片時(shí)既要使制冷片受力均勻，又要注意切勿過(guò)度，以防止瓷片壓裂。正確的使用條件：1、使用直流電源電壓不得超過(guò)額定電壓，電源波紋系數(shù)小于10%。2、電流不得超過(guò)組件的額定電流。3、制冷片正在工作時(shí)不得瞬間通反向電壓（須在5分鐘之后）。4、制冷片內(nèi)部不得進(jìn)水。5、

3、制冷片周圍濕度不得超過(guò)80%。三、半導(dǎo)體制冷器的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)半導(dǎo)體制冷片根據(jù)流過(guò)半導(dǎo)體的電流方向和大小來(lái)決定其工作狀態(tài)的（電流的方向決定制冷或者制熱，電流的大小決定制冷或者制熱的程度和效果）。為了使半導(dǎo)體制冷片能夠自動(dòng)的進(jìn)行恒溫控制，就必須設(shè)計(jì)好其驅(qū)動(dòng)電路和控制電路。PID控制系統(tǒng)是目前精度較高的技術(shù)，可以用來(lái)對(duì)半導(dǎo)體制冷片的電流進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)高精度的控溫效果。（一）、總體框圖：北動(dòng)電路t“瓜，布系噴爐和斷敷rPGrH片度顯示pch'l1（二）、驅(qū)動(dòng)電路：基于H橋的驅(qū)動(dòng)電路:驅(qū)動(dòng)電路當(dāng)設(shè)置OUT3為高、OUT4為低電平，OUT2為低、OUT1為高電平時(shí)，Q3和Q4斷開(kāi)，Q1和Q2導(dǎo)通，電流由TEC左至右；反之OUT3為低、OUT4為高電平，OUT2為高、OUT1為低電平時(shí)，Q3和Q4導(dǎo)通，Q1和Q2斷開(kāi)，電流由右至左。通過(guò)單片機(jī)PID控制設(shè)置OU