一种大功率TEC温控系统的设计

发布时间：2024-03-10 05:16

　　小功率半导体激光器常采用TEC片进行温度控制,其中,TEC片工作电压为5V,工作电流低于4A的应用已经有了几种成熟的芯片方案,而更高电压和电流的TEC温控需要自行设计控制系统;设计了一种基于AVR单片机ATmega128,适用于较大功率TEC片的温控系统,主要技术指标包括:TEC片工作电压范围6～24V,峰值电流≤20A,控温范围:0～70℃,控温精度±0.05℃;使用负温度系数热敏电阻采集温度,包含温度信息的电压值转化为数字量输入单片机,单片机根据位置式PID控制算法的计算结果输出控制信号,驱动由两片BTN7971B构成的H桥电路,H桥输出电压提供给TEC片;对硬件和软件的实现方法进行了详细分析,重视控温精度、系统的可靠性设计;经过实际测试,可实现前述技术指标,能满足较大功率半导体激光器的控温要求。

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

图1系统组成框图

选择温度传感器，很重要的因素是精度要高，是温度采集准确的必要条件。常用的温度传感器有NTC（负温度系数热敏电阻），PTC（正温度系数热敏电阻），数字温度传感器DS18B20等，其中，NTC和PTC的测温精度较高。如果对温度精度的要求不高，可选用DS18B20，温度的采集最容易实现....

图2NTC温度采集电路

将NTC电阻接于插座XS1。当温度为25℃时，阻值为10kΩ。因为后接的ADC（模数转化）器件的输入电压范围在0V以上，而本设计的控温范围在0℃到70℃之间，所以当温度为25℃，即NTC阻值为10kΩ时，希望输出电压在相对中间的位置，于是给运算放大器U1A的同相输入端设置了半电压....

图3ADC电路

选用了SPI接口的12bit串行ADC器件AD7888，将模拟电压值转化为数字量，以便送入单片机进行温度显示和温度控制处理。AD7888的SPI接口有四条信号线，分别与AVR单片机SPI接口的四个引脚相连。在图3中，是片选信号，当需要AD7888工作时，ADCLK是时钟线，在当前....

图5温控软件流程图

主程序main（）函数首先是对系统各组成模块，包括按键、液晶显示、SPI接口、串口、定时器和PID参数进行初始化，程序主体包含一个大循环，图5的流程图是此循环中的一次流程。通过2按键方式输入所需控制温度，获取AD7888转化后的数字量，通过查表方式找到当前的实际温度。调用液晶屏显....

本文编号：3924300