本发明公开了一种半导体制冷器TEC驱动电路,包括单通道DC-DC转换芯片,及与所述单通道DC-DC转换芯片输出端相连的桥式电路,所述桥式电路的两输出端分别接TEC的两输入端,所述桥式电路由两路驱动电压控制,控制所述两路驱动电压的电平高低,可控制流过TEC的电流方向,从而控制TEC的工作状态,由于使用桥式电路来切换流过TEC的电流的方向,单通道DC-DC转换芯片的输出端始终工作在输出电流状态,避免了在使用双通道DC-DC转换芯片时受到的吸收电流能力的限制,从而提高了DC-DC转换芯片驱动TEC的能力。
1.一种半导体制冷器TEC驱动电路,其特征在于,包括单通道DC-DC转换芯片与桥式电路,所述单通道DC-DC转换芯片输出端连接桥式电路,所述桥式电路的两输出端分别接TEC的两输入端,所述桥式电路由两路驱动电压控制;所述桥式电路包括四个开关管,所述开关管包括两个N沟道MOSFET和两个P沟道MOSFET;所述TEC驱动电路通过控制所述两路驱动电压的电平高低来控制流过TEC的电流方向,从而控制TEC的工作状态,当控制所述两路驱动电压使得流过TEC的电流方向为从正输入端流向负输入端时,TEC工作在制冷状态;当控制所述两路驱动电压使得流过TEC的电流方向为从负输入端流向正输入端时TEC工作在制热状态;所述单通道DC-DC转换芯片与一数模转换器输出端相连,通过控制所述数模转换器输出电压值的大小来控制单通道DC-DC转换芯片输出端所输出的电压值大小,从而控制所述桥式电路两输出端的电压值大小,进而控制流过TEC的电流大小,控制TEC制冷制热功率;所述单通道DC-DC转换芯片为TPS62290,结合所述桥式电路来切换流过TEC的电流的方向,使得该芯片的输出端始终工作在输出电流状态。技术领域
本发明涉及半导体制冷领域,尤其涉及一种半导体制冷器TEC驱动电路。
背景技术
现有技术中半导体制冷器(TEC,Thermoelectricxa0Cooler)驱动电路利用双通道DC-DC转换芯片做为TEC的驱动,如图1所示,TEC的正负两端分别连接在图1中的TEC+和TEC-,通过控制两路数模转换DAC0和DAC1输出电压的大小,分别控制双通道DC-DC转换芯片两个通道输出端SW1和SW2的输出电压的大小,从而可控制流过TEC的电流方向和电流大小,达到控制TEC切换制冷和制热工作状态和控制制冷制热功率的目的。当SW1输出电压大于SW2输出电压时(SW1工作在输出电流状态,SW2工作在吸收电流状态),电流从TEC+流向TEC-,此时TEC工作在制冷状态;当SW1输出电压小于SW1输出电压时(SW1工作在吸收电流状态,SW2工作在输出电流状态),电流从TEC-流向TEC+,此时TEC工作在制热状态。但由于DC-DC转换芯片吸收电流的能力只有输出电流能力的一半,当DC-DC转换芯片U401的电压输出端SW1和SW2工作在输出电流状态时,可输出800mA的电流;当工作在吸收电流状态时,只能吸收400mA的电流。而DC-DC转换芯片在驱动TEC时,TEC工作在制热和制冷状态,该驱动电路的DC-DC转换芯片均有一个通道工作在吸收电流状态,另一个通道工作在输出电流状态,受到工作在吸收电流状态的通道的吸收电流能力的限制,DC-DC转换芯片最多只能给TEC提供400mA的驱动电流,因此其驱动能力只能发挥一半。
发明内容
本发明的目的是提供一种半导体制冷器TEC驱动电路,利用单通道DC-DC转换芯片结合桥式电路切换工作状态,避免了在使用双通道DC-DC转换芯片时电流吸收能力的限制,提高了对TEC的驱动能力。为了实现上述发明目的,本发明提供了一种半导体制冷器TEC驱动电路,包括单通道DC-DC转换芯片与桥式电路,所述单通道DC-DC转换芯片输出端连接桥式电路,所述桥式电路的两输出端分别接TEC的两输入端,所述桥式电路由两路驱动电压控制。优选的,所述桥式电路包括四个开关管。优选的,所述开关管为N沟道MOSFET或P沟道MOSFET。优选的,所述开关管包括两个N沟道MOSFET和两个P沟道MOSFET。优选的,所述TEC驱动电路通过控制所述两路驱动电压的电平高低来控制流过TEC的电流方向,从而控制TEC的工作状态。优选的,当控制所述两路驱动电压使得流过TEC的电流方向为从正输入端流向负输入端时,TEC工作在制冷状态;当控制所述两路驱动电压使得流过TEC的电流方向为从负输入端流向正输入端时TEC工作在制热状态。优选的,所述单通道DC-DC转换芯片与一数模转换器输出端相连,通过控制所述数模转换器输出电压值的大小来控制单通道DC-DC转换芯片输出端所输出的电压值大小。与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:1)、由于该电路采用单通道DC-DC转换芯片,用桥式电路来切换流过TEC的电流的方向,单通道DC-DC转换芯片的输出端始终工作在输出电流状态,避免了在使用双通道DC-DC转换芯片时受到的吸收电流能力的限制,从而提高了DC-DC转换芯片驱动TEC的能力。2)、通过控制数模转换器输出电压值的大小,控制单通道DC-DC转换芯片输出端的输出电压的大小,从而可控制流过TEC的电流的大小,达到控制TEC制冷制热功率的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图:图1为本发明现有技术TEC驱动电路的电路结构示意图;图2为本发明实施例中TEC驱动电路的电路结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。参见图2,为本发明实施例中TEC驱动电路的电路结构示意图,所述TEC驱动电路,包括单通道DC-DC转换芯片U401A,及与所述单通道DC-DC转换芯片输出端SW相连桥式电路,所述桥式电路包括四个开关管,这四个开关管可以全为N沟道MOSFET(金属-氧化层-半导体-场效晶体管MOSFET,metal-Oxide-Semiconductorxa0Field-Effectxa0Transistor),也可以全为P沟道MOSFET,或者由两个N沟道MOSFET和两个P沟道MOSFET组成,控制桥式电路的开关管导通和关断的两路控制电压,需要保证桥式电路在同一时刻只能是不相邻的两个开关管同时导通。在控制电流方向的切换时,必须先关断当前导通的两个开关管,才能开通另外两个开关管切换电流方向,否则会导致电源短路。在实际实施时,桥式电路用四个N沟道MOSFET时该驱动电路的工作效率最高,效果最佳。图2实施例中桥式电路以四个N沟道MOSFET为例,如图2,四个N沟道MOSFET分别为Q401A、Q401B、Q402A和Q402B,所述桥式电路的两输出端分别接TEC的正输入端TEC+和负输入端TEC-,所述桥式电路中的四个N沟道MOS管MOSFET由两路驱动电压控制,其中不相邻的两个N沟道MOS管MOSFET由同一路驱动电压控制,控制所述两路驱动电压的电平高低,可控制流过TEC的电流方向,从而控制TEC的工作状态。如图2中,D1、D2分别为两路驱动电压的电压输出接口,Q401A和Q402B的栅极接D1,Q401B和Q402A的栅极接D2,N沟道MOS管MOSFET在驱动电压为高电平时导通,在驱动电压为低电平时截止。因此当D1输出高电平,xa0D2输出低电平时,Q401A和Q402B两个MOS管MOSFET导通,xa0Q401B和Q402A两个MOS管MOSFET截止,电流从TEC+流向TEC-,此时TEC工作在制冷状态;而当D1输出低电平,D2输出高电平时,Q401B和Q402A两个MOS管MOSFET导通,Q401A和Q402B两个MOS管MOSFET截止,电流从TEC-流向TEC+,此时TEC工作在制热状态。需要说明的是,如果实施本发明时,桥式电路采用的是四个P沟道MOSFET,则需要用低电平驱动其导通,用高电平使其截止,这些都是由MOSFET的特性所决定的,再此不做赘述。本发明实施例中,所述单通道DC-DC转换芯片的第3脚FB还可以连接一数模转换器DAC0,通过控制所述数模转换器DAC0输出电压值的大小可控制单通道DC-DC转换芯片输出端SW所输出的电压值大小,从而控制所述桥式电路两输出端得电压值大小,进而控制流过TEC的电流大小,达到控制TEC制冷制热功率的目的。由于本发明实施例中的单通道DC-DC转换芯片采用的是TPS62290芯片,由于结合桥式电路来切换流过TEC的电流的方向,该芯片的输出端SW始终工作在输出电流状态,最大可给TEC提供1000mA的驱动电流,由于没有吸收电流能力的限制,能将驱动能力完全发挥出来,其驱动能力比现有技术中使用双通道DC-DC转换芯片TPS62410增强一倍。在本发明实际实施过程中,单通道DC-DC转换芯片可以为其他型号的芯片,使用不同的芯片其能提供的最大驱动电流会不同,提高的驱动能力也依赖于具体使用的芯片。将本发明实施例中的TEC驱动电路运用于电吸收调制激光器EMLxa0TOSA(电吸收调制激光器EML英文全称为Electroxa0Absorptionxa0Modulatedxa0Laser,而光反射次模块TOSA英文全称为Transmitterxa0Opticalxa0Subassembly)上时,可提高EMLxa0TOSA上的TEC的制冷和制热的能力,可使EMLxa0TOSA工作在更宽的温度范围内。本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合,以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。