本技術(shù)涉及光機(jī)電一體化領(lǐng)域，具體涉及一種基于tec(thermoelectriccooler，半導(dǎo)體制冷器)的高精度溫度控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、光機(jī)電一體化技術(shù)是由機(jī)械技術(shù)與激光、微電子等技術(shù)揉合融匯在一起的新興技術(shù)；隨著科技的不斷發(fā)展，光機(jī)電一體化產(chǎn)品也變得越來越智能化、自適應(yīng)化和綠色化。其中，扮演著重要角色的一項(xiàng)科技便是tec溫控技術(shù)，其主要用于控制激光器的環(huán)境溫度，使激光器能在理想的溫度條件下工作，盡可能的減小溫度對(duì)激光器波長(zhǎng)變化的影響。

2、在實(shí)際使用中，需要不斷的監(jiān)測(cè)電子設(shè)備的溫度變化情況；如果發(fā)現(xiàn)溫度已經(jīng)超過設(shè)定的溫度范圍，需要及時(shí)調(diào)整tec溫控器的參數(shù)，使溫度控制在設(shè)定范圍內(nèi)；現(xiàn)有tec溫控系統(tǒng)易受環(huán)境溫度的影響使得激光器發(fā)射波長(zhǎng)和發(fā)光強(qiáng)度的穩(wěn)定性無法滿足實(shí)際應(yīng)用要求，溫度控制精度差，無法為激光器提供一個(gè)恒定的溫度場(chǎng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型的目的在于解決現(xiàn)有tec溫控系統(tǒng)穩(wěn)定性差，溫度控制精度差，無法為激光器提供一個(gè)恒定的溫度場(chǎng)等技術(shù)問題，而提出一種基于tec的高精度溫度控制系統(tǒng)。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提出的技術(shù)解決方案為：

3、一種基于tec的高精度溫度控制系統(tǒng)，用于控制激光器的溫度，包括依次由上至下層疊設(shè)置在恒溫腔體內(nèi)的激光器固定pcb板、熱沉塊和tec半導(dǎo)體制冷器件，熱沉塊內(nèi)設(shè)置有第一熱敏電阻，激光器固定在激光器固定pcb板上，其特殊之處在于：

4、還包括第一控溫電路、第二控溫電路、第二熱敏電阻和tec半導(dǎo)體器件，所述第二熱敏電阻和tec半導(dǎo)體器件設(shè)置在激光器內(nèi)，第二熱敏電阻和tec半導(dǎo)體器件與第一控溫電路連接，第一控溫電路用于通過采集第二熱敏電阻的溫度值，進(jìn)而控制調(diào)節(jié)tec半導(dǎo)體器件使激光器升溫至設(shè)定溫度；

5、所述第一熱敏電阻和tec半導(dǎo)體制冷器件與第二控溫電路連接，所述第一熱敏電阻用于采集激光器傳遞至熱沉塊上的溫度，第二控溫電路用于通過采集第一熱敏電阻的溫度值，進(jìn)而控制調(diào)節(jié)tec半導(dǎo)體制冷器件使激光器降溫至設(shè)定溫度。

6、進(jìn)一步地，所述第一控溫電路包括第一溫控芯片u11，以及與第一溫控芯片u11連接的用于設(shè)置設(shè)定溫度的第一溫度設(shè)定電路、用于調(diào)節(jié)tec控制電壓的溫度調(diào)節(jié)電路和用于對(duì)第一控溫電路進(jìn)行電壓補(bǔ)償?shù)膖ec網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償電路；

7、所述第一溫控芯片u11的輸入端與第二熱敏電阻的輸出端連接，用于采集第二熱敏電阻上的阻值并轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的溫度值；

8、所述第一溫控芯片u11的的輸出高和輸出低分別與tec半導(dǎo)體器件的tec1+和tec1-連接，用于通過對(duì)比采集的第二熱敏電阻的溫度值與第一溫度設(shè)定電路設(shè)定溫度之間的溫度差值輸出驅(qū)動(dòng)電流，驅(qū)動(dòng)tec半導(dǎo)體器件使激光器升溫至設(shè)定溫度。

9、進(jìn)一步地，所述溫度設(shè)定電路包括電位器r39和電阻r53，電位器r39的一端連接參考電壓，另一端與電阻r53的一端連接，電阻r53的另一端接地，電位器r39的調(diào)節(jié)端與第一溫控芯片u11連接，通過調(diào)節(jié)電位器r39的阻值設(shè)定系統(tǒng)的設(shè)定溫度。

10、進(jìn)一步地，所述第一溫控芯片u11還連接有警報(bào)電路，警報(bào)電路內(nèi)設(shè)置有至少一個(gè)led燈，用于監(jiān)控顯示第一控溫電路的實(shí)際溫度狀態(tài)。

11、進(jìn)一步地，所述第二控溫電路包括第二溫度設(shè)定電路差分比較電路和驅(qū)動(dòng)電路；第二溫度設(shè)定電路用于控制溫度系統(tǒng)的設(shè)定溫度；所述第二溫度設(shè)定電路用于設(shè)置設(shè)定溫度，第二溫度設(shè)定電路的輸出端與差分比較電路中比較器的同相輸入端連接，差分比較電路中比較器的反相輸入端第一輸入端與第一熱敏電阻的輸出端連接；差分比較電路的輸出端與驅(qū)動(dòng)電路的輸入端連接，驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與tec半導(dǎo)體制冷器件的tec2+引腳連接，tec半導(dǎo)體制冷器件tec2-引腳接地；

12、所述差分比較電路用于通過比較第一熱敏電阻與設(shè)定溫度之間的溫差，通過驅(qū)動(dòng)電路輸出驅(qū)動(dòng)電流控制tec半導(dǎo)體制冷器件對(duì)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得激光器降溫至設(shè)定溫度。

13、進(jìn)一步地，所述熱沉塊和tec半導(dǎo)體制冷器件之間通過導(dǎo)熱硅脂進(jìn)行粘貼。

14、進(jìn)一步地，所述恒溫腔體的側(cè)壁上開設(shè)有儀表風(fēng)連接孔，恒溫腔體通過儀表風(fēng)連接孔與外部?jī)x表風(fēng)連接，用于排出恒溫腔體內(nèi)的過余熱量。

15、進(jìn)一步地，所述第一溫控芯片的型號(hào)為teca1-xv-xv-dah的2.5a?tec溫度控制器。

16、進(jìn)一步地，所述差分比較電路中的比較器采用的型號(hào)為lm258。

17、本實(shí)用新型的有益效果：

18、【1】本實(shí)用新型一種基于tec的高精度溫度控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，通過第一控溫電路和第二控溫電路的相互配合使得激光器的溫度保持恒定，溫度控制精度較高，可以有效保護(hù)激光器的發(fā)射波長(zhǎng)和光強(qiáng)恒定。

19、【2】本實(shí)用新型通過第一控溫電路中的第一溫度設(shè)定電路和第二控溫電路中的第二溫度設(shè)定電路的設(shè)定溫度，可以有效保證激光器的控溫精度，提高系統(tǒng)的測(cè)量精度。

20、【3】本實(shí)用新型中通過警報(bào)電路可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)激光器的實(shí)時(shí)溫度，減少系統(tǒng)誤差，提高溫度調(diào)節(jié)精度。

21、【4】本實(shí)用新型中通過差分比較電路對(duì)采集的第一熱敏電阻與設(shè)定溫度之間進(jìn)行溫度比較，輸出驅(qū)動(dòng)電流驅(qū)動(dòng)tec半導(dǎo)體制冷器件可以快速調(diào)節(jié)激光器的溫度，有效節(jié)省了控溫時(shí)間，為測(cè)量精度的提高提供了保障。

技術(shù)特征：

1.一種基于tec的高精度溫度控制系統(tǒng)，用于控制激光器(1)的溫度，包括依次由上至下層疊設(shè)置在恒溫腔體(6)內(nèi)的激光器固定pcb板(2)、熱沉塊(3)和tec半導(dǎo)體制冷器件(5)，熱沉塊(3)內(nèi)設(shè)置有第一熱敏電阻(4)，激光器(1)固定在激光器固定pcb板(2)上，其特征在于：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于tec的高精度溫度控制系統(tǒng)，其特征在于：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種基于tec的高精度溫度控制系統(tǒng)，其特征在于：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種基于tec的高精度溫度控制系統(tǒng)，其特征在于：

5.根據(jù)權(quán)利要求2至4任一所述一種基于tec的高精度溫度控制系統(tǒng)，其特征在于：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種基于tec的高精度溫度控制系統(tǒng)，其特征在于：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種基于tec的高精度溫度控制系統(tǒng)，其特征在于：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種基于tec的高精度溫度控制系統(tǒng)，其特征在于：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述一種基于tec的高精度溫度控制系統(tǒng)，其特征在于：

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及光機(jī)電一體化領(lǐng)域，為解決現(xiàn)有TEC溫控系統(tǒng)穩(wěn)定性差的問題，而提出一種基于TEC的高精度溫度控制系統(tǒng)，包括依次由上至下層疊設(shè)置在恒溫腔體內(nèi)的激光器、激光器固定PCB板、熱沉塊和TEC半導(dǎo)體制冷器件，熱沉塊內(nèi)還設(shè)置有第一熱敏電阻，恒溫腔體內(nèi)還設(shè)置有第一控溫電路和第二控溫電路，激光器內(nèi)設(shè)置有第二熱敏電阻和TEC半導(dǎo)體器件，第二熱敏電阻和TEC半導(dǎo)體器件與第一控溫電路連接，第一控溫電路采集第二熱敏電阻的溫度值，控制TEC半導(dǎo)體器件升溫至設(shè)定溫度；第一熱敏電阻和TEC半導(dǎo)體制冷器件與第二控溫電路連接，第一熱敏電阻用于采集激光器傳遞至熱沉塊上的溫度，第二控溫電路采集第一熱敏電阻的溫度值，控制TEC半導(dǎo)體制冷器件降溫至設(shè)定溫度。

技術(shù)研發(fā)人員：黃杉,黃楠
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安毅達(dá)信息系統(tǒng)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240809
技術(shù)公布日：2025/5/19