專(zhuān)利名稱(chēng)：恒流致冷溫度控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于半導(dǎo)體致冷溫度控制器的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，涉及電子技術(shù)領(lǐng)域。
目前的半導(dǎo)體制冷器多采用恒壓直流供電，用切斷電源的辦法進(jìn)行溫度控制。由于半導(dǎo)體致冷器為低壓大電流供電，所以電壓的微小波動(dòng)都會(huì)引起負(fù)載電流較大的變化，甚至被燒壞；另一方面，大電流的通斷轉(zhuǎn)換將會(huì)引起電磁振動(dòng)和電磁干擾，這對(duì)半導(dǎo)體致冷器的使用壽命及其微弱信號(hào)的檢測(cè)是極其有害的?，F(xiàn)有的致冷溫度控制器電路部分的構(gòu)成為，由測(cè)溫電路、比較器和跟隨器構(gòu)成的溫度比較器和供電控制器連通至負(fù)載，本實(shí)用新型就是對(duì)供電控制器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。
本實(shí)用新型的目的在于，設(shè)計(jì)一種恒流致冷溫度控制器，能夠減少電磁振動(dòng)和干擾，延長(zhǎng)半導(dǎo)體致冷器的使用壽命。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，在由溫度比較器和供電控制器連通至負(fù)載構(gòu)成的致冷溫度控制器的電路中，對(duì)供電控制器進(jìn)行改進(jìn)，其特征在于，供電控制器由恒流源和控制電路及光電耦合器構(gòu)成，由溫度比較器的輸出端先經(jīng)過(guò)光電耦合器連至控制電路，再由控制電路以能部分切斷電流的結(jié)構(gòu)來(lái)控制恒流源。其中控制電路采用一只晶體管與恒流源的設(shè)定電位器相并聯(lián)的結(jié)構(gòu)；接在控制線路輸入端的光電耦合器能夠把恒流源的地線與溫度比較器的地線隔離開(kāi)。
由上述可以看出，由于本實(shí)用新型采用恒流源和光電耦合器及能部分切斷供電電流的控制電路，利用晶體管通斷時(shí)內(nèi)阻的變化，從而使所設(shè)計(jì)的致冷溫度控制器在致冷時(shí)能供給所需的金額電流，在停止致冷時(shí)只部分切斷供給電流，這樣使得致冷器起動(dòng)或停止時(shí)電流都是逐漸上升或降低，明顯降低了電磁振動(dòng)和干擾，延長(zhǎng)了半導(dǎo)體致冷器的使用壽命。本實(shí)用新型還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作容易的優(yōu)點(diǎn)，適用于各種半導(dǎo)體致冷器的致冷溫度控制。
附

圖1為本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)恒流致冷溫度控制器電路的結(jié)構(gòu)框圖，圖中虛線框?yàn)楸緦?shí)用新型的特征所在；附圖2為本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)恒流致冷溫度控制器中供電控制器一種實(shí)例的電路原理圖，圖中a和b為溫度比較器的連接。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施方案和工作原理。
參見(jiàn)附圖，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的致冷溫度控制器是由溫度比較器和供電控制器兩部分構(gòu)成，其中溫度比較器由測(cè)溫電路、比較器、跟隨器組成，屬已有技術(shù)，這里不再贅述；而供電控制器由恒流源，控制電路和光電耦合器組成，其所使用元器件亦屬已有技術(shù)；其連接結(jié)構(gòu)為，由溫度比較器的輸出連線a和b先經(jīng)光電耦合器I4再連至控制電路控制恒流源；控制電路的構(gòu)成有，集成光電耦合器I4、電阻R13-15，發(fā)光二極管D3、晶體管T1和T4，光電耦合器I4能夠把恒流源的地線與溫度比較器的地線隔離，而晶體管T1(可選用NPN型)與恒流源的設(shè)定電位器W1的并聯(lián)結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)部分切斷供電電流達(dá)到控制恒流源的目的；恒流源的構(gòu)成有由變壓器B、整流橋B1、電容C3和電阻R12構(gòu)成的整流濾波電路，由電阻R11和發(fā)光二極管D2構(gòu)成電源接通指示電路，由集成三端穩(wěn)壓塊I2、電容C4和C5、電阻R16及設(shè)定電位器W1構(gòu)成基準(zhǔn)電源，由運(yùn)算放大器I3、電阻R17- 20和電容C1構(gòu)成誤差放大器，由晶體管T2和T3構(gòu)成電流放大器，電阻R21為恒流源內(nèi)負(fù)載，RL為外負(fù)載。
參見(jiàn)附圖，本實(shí)用新型的工作原理如下，當(dāng)溫度高于致冷器設(shè)定值時(shí)，由溫度比較器傳來(lái)的高電平經(jīng)光電耦合器I4后，輸出低電平，一路使晶體管T4導(dǎo)通，使發(fā)光管D3點(diǎn)燃，表明致冷所需的電流全額供給；另一路使晶體管T1載止，恒流源按設(shè)定的致冷電流向半導(dǎo)體致冷器RL供電，溫度降低。當(dāng)溫度達(dá)到或低于致冷器設(shè)定值時(shí)，溫度比較器傳來(lái)的低電平經(jīng)光電耦合器I4后，輸出高電平，一路使晶體管T4載止使發(fā)光管D3熄滅，表明處在非金額供電狀態(tài)；另一路使晶體管T1導(dǎo)通，由于T1對(duì)電位器W1的并聯(lián)分流作用，減少了電位器W1中心抽頭上的電壓，使恒流源輸出的電流能平緩地減少對(duì)致冷器RL的供電電流，使溫度在設(shè)定值附近呈微小的變動(dòng)。避免了因電流驟變對(duì)其他器件產(chǎn)生的干擾和影響。
發(fā)明人按上述要求制作的恒流致冷溫度控制器，經(jīng)使用和檢測(cè)，其恒流源供電電流0.5-10A可調(diào)，電流穩(wěn)定度為1％，溫度控制范圍取決于半導(dǎo)體致冷器的性能，控制精度為±0.5℃。
權(quán)利要求1．一種恒流致冷溫度控制器，其電路部分由溫度比較器和供電控制器組成，其特征在于，所述的供電控制器由恒流源和控制電路及光電耦合器組成，是由溫度比較器的輸出線先經(jīng)光電耦合器連至控制電路，再由控制電路控制恒流源的輸出，其控制電路為部分切斷供電電流的結(jié)構(gòu)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于，所述控制電路的構(gòu)成有光電耦合器I4、電阻R13、R14、R15，發(fā)光二極管D3，晶體管T1和T4；其中晶體管T1與恒流源的設(shè)定電位器W1相并聯(lián)，光電耦合器I4能夠把恒流源的地線與溫度比較器的地線隔離開(kāi)。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制器，其特征在于，所述恒流源的結(jié)構(gòu)為電源電由變壓器B進(jìn)入由整流橋B1、電容C3和電阻R12構(gòu)成的整流濾波電路，輸出的直流電分四路，一路接入由電阻R11和發(fā)光二極管D2構(gòu)成的電源接通指示電路，另一路接入由集成三端穩(wěn)壓塊I2、電容C4和C5、電阻R16及電位器W1構(gòu)成的基準(zhǔn)電源電路，為控制器提供基準(zhǔn)電源，再一路接入由運(yùn)算放大器I3、電阻R17、R18、R19、R20和電容C1構(gòu)成的誤差放大器電路，用于檢出誤差信號(hào)，還有一路接入由晶體管T2和T3構(gòu)成的電流放大器得到所需的輸出電流，在電流放大器的輸出端與負(fù)載并聯(lián)有恒流源內(nèi)負(fù)載R21。
專(zhuān)利摘要一種恒流致冷溫度控制器,本實(shí)用新型的特點(diǎn)是其供電控制器由恒流源和控制電路及光電耦合器組成,其控制電路采用能部分切斷供電電流的結(jié)構(gòu)來(lái)控制恒流源,這樣使得致冷器起動(dòng)或停止時(shí)電流都是逐漸上升或降低,能夠明顯減小電磁振動(dòng)和干擾,延長(zhǎng)了半導(dǎo)體致冷器的使用壽命,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作容易的優(yōu)點(diǎn),適用于各種半導(dǎo)體致冷器的致冷溫度控制。
文檔編號(hào)G05D23/19GK2325808SQ9724204
公開(kāi)日1999年6月23日 申請(qǐng)日期1997年10月20日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月20日
發(fā)明者任克惠, 歐陽(yáng)嫻, 郝志琦 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所