半导体制冷片(TEC)的温度控制器设计.doc

半导体制冷片（TEC）的温度控制器设计一、原理半导体制冷片也叫热电制冷片，其原理是 Peltier 效应，它既可制冷又可加热，通过改变直流电流的极性来决定在同一制冷片上实现制冷或加热，这个效果的产生就是通过热电的原理来实现的其实在原理上半导体制冷器只是一个热传递的工具其优缺点：1、不需要任何制冷剂，可连续工作2、半导体制冷片具有两种功能，既能制冷，又能加热，制冷效率一般不高，但制热效率很高，永远大于 1因此使用一个片件就可以代替分立的加热系统和制冷系统3、半导体制冷片是电流换能型片件，通过输入电流的控制，可实现高精度的温度控制，再加上温度检测和控制手段，，便于组成自动控制系统4、半导体制冷片热惯性非常小，制冷制热时间很快，在热端散热良好冷端空载的情况下，通电不到一分钟，制冷片就能达到最大温差5、半导体制冷片的温差范围，从正温 90℃到负温度 130℃都可以实现二、使用说明：二、使用说明：正确的安装、组装方法：1、制冷片一面安装散热片，一面安装导冷系统，安装表面平面度不大于 0.03mm，要除去毛刺、污物2、制冷片与散热片和导冷块接触良好，接触面须涂有一薄层导热硅脂3、固定制冷片时既要使制冷片受力均匀，又要注意切勿过度，以防止瓷片压裂。

正确的使用条件：1、使用直流电源电压不得超过额定电压，电源波纹系数小于10％2、电流不得超过组件的额定电流3、制冷片正在工作时不得瞬间通反向电压(须在 5 分钟之后)4、制冷片内部不得进水5、制冷片周围湿度不得超过 80％三、半导体制冷器的驱动电路设计半导体制冷片根据流过半导体的电流方向和大小来决定其工作状态的（电流的方向决定制冷或者制热，电流的大小决定制冷或者制热的程度和效果）为了使半导体制冷片能够自动的进行恒温控制，就必须设计好其驱动电路和控制电路PID 控制系统是目前精度较高的技术，可以用来对半导体制冷片的电流进行控制，以实现高精度的控温效果一）、总体框图：（二）、驱动电路：基于 H 桥的驱动电路：当设置 OUT3 为高、OUT4 为低电平，OUT2 为低、OUT1 为高电平时，Q3 和 Q4 断开，Q1 和 Q2 导通，电流由 TEC 左至右；反之 OUT3 为低、OUT4 为高电平，OUT2 为高、OUT1 为低电平时，Q3 和 Q4 导通，Q1 和 Q2 断开，电流由右至左通过单片机 PID 控制设置 OUT1 或者 OUT4 的 PWM 占空比，控制 Q1 或者 Q4 的导通时间来控制 TEC 的工作时间，从而达到控温的效果。