一种大功率TEC电桥驱动电路制造技术

技术编号:41993051 阅读:4 留言:0更新日期:2024-07-12 12:19
本技术涉及一种大功率TEC电桥驱动电路,属于TEC驱动电桥技术领域。所述TEC电桥驱动电路通过电源VCC端进行供电,然后通过第一组MOS管电路、第二组MOS管电路、第三组MOS管电路和第四组MOS管电路组成的驱动模块对TEC进行驱动,并通过电感电路进行整流,使TEC两端的电流更加稳定。通过控制四组MOS管组成的驱动模块,从而控制流过TEC的电流流向,实现TEC的制冷或制热。每组MOS管由多个功率MOS管并联工作,进而实现在高压大电流,即大功率的情况下,减小每个MOS管的导通电阻,降低MOS管的导通损耗,增强散热性能,降低电路温升,提高TEC驱动电路的效率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种tec驱动电路,特别是涉及一种大功率tec电桥驱动电路,属于tec驱动电路。


技术介绍

1、tec(thermo-electric cooler)即热电制冷器,是一种基于peltier效应的制冷器件,其工作原理是利用半导体材料在电场作用下产生的热电效应,将热量从一个端口转移到另一个端口,从而实现制冷或加热的目的。

2、在现有技术中,半导体制冷器tec驱动电路都是小功率的驱动电路,电路的工作电压一般都是12v,工作的电流也比较小。而在需要tec制冷到0℃以下且辐射面源更大的情况下,就需要功率更大的tec,且多块tec串联或者并联来达到理想的制冷效果。而无论是多块tec串联还是并联,都需要更大的功率才能维持tec的正常工作。通常用于tec电桥驱动的执行器主要有固态继电器、可控硅、mos管等,mos管相较于固态继电器和可控硅,具有成本低、功耗低、开关速度快、体积小等优点。

3、mos管在导通时,其导通电阻会随着电流的增大而增大。因此,在大电流的情况下,mos管的功耗会增大,并会散发大量的热量,导致电路在工作时不稳定,为此设计一种大功率的tec电桥驱动电路来解决上述问题。


技术实现思路

1、本技术要解决的技术问题是:本技术提供一种大功率tec电桥驱动电路,用于解决驱动电路在工作时不稳定、导通损耗高、散热性能不好、tec驱动电路的效率低的问题。本技术所述tec电桥驱动电路通过电源vcc端进行供电,然后通过第一组mos管电路、第二组mos管电路、第三组mos管电路和第四组mos管电路组成的驱动模块对tec进行驱动,并通过电感电路进行整流,使tec两端的电流更加稳定。通过控制四组mos管组成的驱动模块,从而控制流过tec的电流流向,实现tec的制冷或制热。每组mos管由多个功率mos管并联工作,进而实现在高压大电流,即大功率的情况下,减小每个mos管的导通电阻,降低了mos管的导通损耗,增强了散热性能,降低了电路温升,提高了tec驱动电路的效率。

2、本技术技术方案是:一种大功率tec电桥驱动电路,包括第一组mos管电路、第二组mos管电路、第三组mos管电路、第四组mos管电路、半导体制冷器tec、整流滤波电路,所述第一组mos管电路和第二组mos管电路均由多个功率pmos管并联、多个分压电阻以及由pwm控制开关的nmos管组成,pwm能够控制nmos管的开关来控制多个功率pmos管的开关;第三组mos管电路和第四组mos管电路均由多个功率nmos管、多个分压电阻以及由pwm控制开关的nmos管组成,pwm能够控制nmos管的开关来控制多个功率nmos管的开关;所述pwm用于控制流过tec的电流大小,并且所述的第一组、第二组、第三组、第四组mos管电路用于控制通过tec的电流方向。

3、进一步地,所述第一组mos管电路包括多个功率pmos管pmos1_1,…,pmos1_n并联,以及两个分压电阻r1,r2,以及pwm控制的nmos管nmos5,所述多个功率pmos管pmos1_1,…,pmos1_n并联并且源极与vcc相接,栅极接在分压电阻r1、r2之间,漏极与整流滤波电感l1的一端相接,所述两个分压电阻r1、r2,但不限于两个,分压电阻r1的一端接vcc电源,另一端接多个功率pmos管的栅极,分压电阻r2的一端接多个功率pmos管的栅极,另一端接nmos管nmos5的漏极,所述pwm控制的nmos管nmos5的漏极接分压电阻r2的一端,栅极接pwm控制信号,源极接gnd。

4、进一步地,所述第二组mos管电路包括多个功率pmos管pmos2_1,…,pmos2_n并联,以及两个分压电阻r3,r4,以及pwm控制的nmos管nmos6,所述多个功率pmos管pmos2_1,…,pmos2_n并联并且源极与vcc相接,栅极接在分压电阻r3、r4之间,漏极与整流滤波电感l2的一端相接,所述两个分压电阻r3、r4,但不限于两个,分压电阻r3的一端接vcc电源,另一端接多个功率pmos管的栅极,分压电阻r4的一端接多个功率pmos管的栅极,另一端接nmos管nmos6的漏极,所述pwm控制的nmos管nmos6的漏极接分压电阻r4的一端,栅极接pwm控制信号,源极接gnd。

5、进一步地,所述第三组mos管电路包括多个功率nmos管nmos3_1,…,nmos3_n并联,以及两个分压电阻r5,r6,以及pwm控制的nmos管nmos7,所述多个功率nmos管nmos3_1,…,nmos3_n并联并且漏极与整流滤波电感l1的一端相连,栅极接在分压电阻r5、r6之间,源极接gnd,所述两个分压电阻r5、r6,但不限于两个,分压电阻r5的一端接vcc电源,另一端接多个功率nmos管的栅极,分压电阻r6的一端接多个功率nmos管的栅极,另一端接gnd,所述pwm控制的nmos管nmos7的漏极接在两个分压电阻r5、r6之间,栅极接pwm控制信号,源极接gnd。

6、进一步地,所述第四组mos管电路包括多个功率nmos管nmos4_1,…,nmos4_n并联,以及两个分压电阻r7,r8,以及pwm控制的nmos管nmos8,所述多个功率pmos管nmos4_1,…,nmos4_n并联并且漏极与整流滤波电感l2的一端相连,栅极接在分压电阻r7、r8之间,源极接gnd,所述两个分压电阻r7、r8,但不限于两个,分压电阻r7的一端接vcc电源,另一端接多个功率nmos管的栅极,分压电阻r8的一端接多个功率nmos管的栅极,另一端接gnd,所述pwm控制的nmos管nmos8的漏极接在两个分压电阻r7、r8之间,栅极接pwm控制信号,源极接gnd。

7、进一步地,所述整流滤波电路由电感l1、l2组成,电感l1的一端接在tec的1端,另一端与第一组mos管电路的多个功率pmos管的漏极和第三组mos管电路的多个功率nmos管的源极相接,电感l2的一端接在tec的2端,另一端与第二组mos管电路的多个功率pmos管的漏极和第四组mos管电路的多个功率nmos管的源极相接。

8、所述pwm控制信号是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法,pwm控制信号的高电平电压能够使nmos管的栅极达到导通所需的电压,即nmos管导通,pwm控制信号的低电平电压能够使mos管使nmos管截止。通过改变pwm控制信号的占空比,改变栅极与源极之间的mos管导通和截止的时间比例,从而能够改变通过tec的电流。控制pwm信号时,功率管pmos组pmos1_1,…,pmos1_n和nmos组nmos3_1,…,nmos3_n不能同时导通,功率管pmos组pmos2_1,…,pmos2_n和nmos组nmos4_1,…,nmos4_n不能同时导通,功率管pmos组pmos1_1,…,pmos1_n和nmos组nmos4_1,…,nmos4_n同时导通,电流经vcc流到功率管pmos组pmos1_1,…,pmos1_n,再从tec的1端流向2端,本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种大功率TEC电桥驱动电路,其特征在于:包括第一组MOS管电路、第二组MOS管电路、第三组MOS管电路、第四组MOS管电路、半导体制冷器TEC、整流滤波电路,所述第一组MOS管电路和第二组MOS管电路均由多个功率PMOS管并联、多个分压电阻以及由PWM控制开关的NMOS管组成,PWM能够控制NMOS管的开关来控制多个功率PMOS管的开关;第三组MOS管电路和第四组MOS管电路均由多个功率NMOS管、多个分压电阻以及由PWM控制开关的NMOS管组成,PWM能够控制NMOS管的开关来控制多个功率NMOS管的开关;所述PWM用于控制流过TEC的电流大小,并且所述的第一组、第二组、第三组、第四组MOS管电路用于控制通过TEC的电流方向。

2.根据权利要求1所述的大功率TEC电桥驱动电路,其特征在于:所述第一组MOS管电路包括多个功率PMOS管PMOS1_1,…,PMOS1_N并联,以及两个分压电阻R1,R2,以及PWM控制的NMOS管NMOS5,所述多个功率PMOS管PMOS1_1,…,PMOS1_N并联并且源极与VCC相接,栅极接在分压电阻R1、R2之间,漏极与整流滤波电感L1的一端相接,所述两个分压电阻R1、R2,分压电阻R1的一端接VCC电源,另一端接多个功率PMOS管的栅极,分压电阻R2的一端接多个功率PMOS管的栅极,另一端接NMOS管NMOS5的漏极,所述PWM控制的NMOS管NMOS5的漏极接分压电阻R2的一端,栅极接PWM控制信号,源极接GND。

3.根据权利要求1所述的大功率TEC电桥驱动电路,其特征在于:所述第二组MOS管电路包括多个功率PMOS管PMOS2_1,…,PMOS2_N并联,以及两个分压电阻R3,R4,以及PWM控制的NMOS管NMOS6,所述多个功率PMOS管PMOS2_1,…,PMOS2_N并联并且源极与VCC相接,栅极接在分压电阻R3、R4之间,漏极与整流滤波电感L2的一端相接,所述两个分压电阻R3、R4,分压电阻R3的一端接VCC电源,另一端接多个功率PMOS管的栅极,分压电阻R4的一端接多个功率PMOS管的栅极,另一端接NMOS管NMOS6的漏极,所述PWM控制的NMOS管NMOS6的漏极接分压电阻R4的一端,栅极接PWM控制信号,源极接GND。

4.根据权利要求1所述的大功率TEC电桥驱动电路,其特征在于:所述第三组MOS管电路包括多个功率NMOS管NMOS3_1,…,NMOS3_N并联,以及两个分压电阻R5,R6,以及PWM控制的NMOS管NMOS7,所述多个功率NMOS管NMOS3_1,…,NMOS3_N并联并且漏极与整流滤波电感L1的一端相连,栅极接在分压电阻R5、R6之间,源极接GND,所述两个分压电阻R5、R6,分压电阻R5的一端接VCC电源,另一端接多个功率NMOS管的栅极,分压电阻R6的一端接多个功率NMOS管的栅极,另一端接GND,所述PWM控制的NMOS管NMOS7的漏极接在两个分压电阻R5、R6之间,栅极接PWM控制信号,源极接GND。

5.根据权利要求1所述的大功率TEC电桥驱动电路,其特征在于:所述第四组MOS管电路包括多个功率NMOS管NMOS4_1,…,NMOS4_N并联,以及两个分压电阻R7,R8,以及PWM控制的NMOS管NMOS8,所述多个功率PMOS管NMOS4_1,…,NMOS4_N并联并且漏极与整流滤波电感L2的一端相连,栅极接在分压电阻R7、R8之间,源极接GND,所述两个分压电阻R7、R8,分压电阻R7的一端接VCC电源,另一端接多个功率NMOS管的栅极,分压电阻R8的一端接多个功率NMOS管的栅极,另一端接GND,所述PWM控制的NMOS管NMOS8的漏极接在两个分压电阻R7、R8之间,栅极接PWM控制信号,源极接GND。

6.根据权利要求1所述的大功率TEC电桥驱动电路,其特征在于:所述整流滤波电路由电感L1、L2组成,电感L1的一端接在TEC的1端,另一端与第一组MOS管电路的多个功率PMOS管的漏极和第三组MOS管电路的多个功率NMOS管的源极相接,电感L2的一端接在TEC的2端,另一端与第二组MOS管电路的多个功率PMOS管的漏极和第四组MOS管电路的多个功率NMOS管的源极相接。

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【技术特征摘要】

1.一种大功率tec电桥驱动电路,其特征在于:包括第一组mos管电路、第二组mos管电路、第三组mos管电路、第四组mos管电路、半导体制冷器tec、整流滤波电路,所述第一组mos管电路和第二组mos管电路均由多个功率pmos管并联、多个分压电阻以及由pwm控制开关的nmos管组成,pwm能够控制nmos管的开关来控制多个功率pmos管的开关;第三组mos管电路和第四组mos管电路均由多个功率nmos管、多个分压电阻以及由pwm控制开关的nmos管组成,pwm能够控制nmos管的开关来控制多个功率nmos管的开关;所述pwm用于控制流过tec的电流大小,并且所述的第一组、第二组、第三组、第四组mos管电路用于控制通过tec的电流方向。

2.根据权利要求1所述的大功率tec电桥驱动电路,其特征在于:所述第一组mos管电路包括多个功率pmos管pmos1_1,…,pmos1_n并联,以及两个分压电阻r1,r2,以及pwm控制的nmos管nmos5,所述多个功率pmos管pmos1_1,…,pmos1_n并联并且源极与vcc相接,栅极接在分压电阻r1、r2之间,漏极与整流滤波电感l1的一端相接,所述两个分压电阻r1、r2,分压电阻r1的一端接vcc电源,另一端接多个功率pmos管的栅极,分压电阻r2的一端接多个功率pmos管的栅极,另一端接nmos管nmos5的漏极,所述pwm控制的nmos管nmos5的漏极接分压电阻r2的一端,栅极接pwm控制信号,源极接gnd。

3.根据权利要求1所述的大功率tec电桥驱动电路,其特征在于:所述第二组mos管电路包括多个功率pmos管pmos2_1,…,pmos2_n并联,以及两个分压电阻r3,r4,以及pwm控制的nmos管nmos6,所述多个功率pmos管pmos2_1,…,pmos2_n并联并且源极与vcc相接,栅极接在分压电阻r3、r4之间,漏极与整流滤波电感l2的一端相接,所述两个分压电阻r3、r4,分压电阻r3的一端接vcc电源,另一端接多个功率pmos管的栅极,分压电阻r4的一端接多个功率pmos管的...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄镜振范永杰王正吉李冠霖宋德庆黄中滤
申请(专利权)人:昆明理工大学
类型:新型
国别省市:

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