TEC(Thermoelectric Cooler)半导体制冷片的控制应用

 

TEC(Thermoelectric Cooler)即半导体制冷片，广泛应用于各种设备内的温度控制。

基本原理：

珀耳帖效应：热电效应，金属接触点出现一边吸热一边放热的现象，一般纯金属的热电效应太小，因此采用半导体材料可以放大这一效应。电流方向不同会导致TEC冷热面切换，简单理解就是在外加电场作用下，电子流能够将内能从一边带到另外一边。

  

TEC的控温效率其实不高，尤其是需要高效散热，不然极易损坏。那么如何驱动TEC来实现温度控制。以一款集成TEC控制芯片为例讲讲TEC的驱动控制，其实类似电机的驱动。该集成芯片为MAX8520，驱动电流为1.5A。

应用框图：

芯片内部原理：

芯片的外部PID控制：

上图就是控制系统的原理，设置TEC的最大输出电流，输出电流通过采样电阻采样后与设置电压通过误差放大器反馈控制恒流。这里的模拟PID控制电路决定整个温控系统的控制响应和稳定特性。简单的串联式模拟PID控制，后续会专门讲一下模拟PID的控制电路。

特性介绍：

PCB设计要点：

小结：

以上就是以一款集成芯片为例简单介绍了TEC的控制应用，重点在于PID的反馈控制设计和PCB布局设计，PID的设计参照设计案例然后具体根据样板结果调试即可，PCB的布局设计要重点考虑大功率回路的隔离、散热、EMI的问题。