[發明專利]一種閉環調節大功率半導體制冷片驅動電路

無效

• 申請號: 201510040972.8
• 申請日: 2015-01-27
• 公開（公告）號: CN104731153A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發明（設計）人: 黃志堅
• 申請（專利權）人: 北京利德曼生化股份有限公司
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 李弘;楊紅梅

技術領域

本發明涉及醫療電子設備領域，特別是指一種閉環調節大功率半導體制冷片驅動電路。

背景技術

全自動血凝分析儀系統是一種全自動的、適于臨床實驗室的人體外診斷使用的血漿凝血分析儀器，能夠快速、準確地對大量樣品進行分析。

全自動血凝分析儀系統一般包括以下幾個模塊：樣本模塊、試劑模塊、反應杯裝載模塊、孵育模塊、混勻模塊、測試模塊、光路、液路、機架、計算機控制模塊等。其中，試劑模塊的試劑冷卻位溫度需控制在不超過16℃。半導體制冷器(TEC)是溫度控制系統中的核心器件，利用PWM模式驅動TEC，紋波電壓必須小于10％，這樣才能保證TEC的正常工作。目前，半導體制冷片大多基于H橋驅動電路，只能對大功率制冷片雙向施加正負且不可調節電壓的功率電源來滿足既要加熱又要制冷的溫度控制范圍較寬的應用，H橋電路特有的橋臂“直通”現象容易損壞器件，并且這種方式效率低，熱功耗大，控制溫度波動大。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提出一種控制溫度波動小、效率更高的用于全自動血凝分析儀試劑位低溫控制裝置的閉環調節大功率半導體制冷片驅動電路。

基于上述目的本發明提供的一種閉環調節大功率半導體制冷片驅動電路，用于對連接有主電源的半導體制冷片的溫度進行閉環調節，包括：溫度傳感器以及順次連接的主控芯片、快速開關、驅動單元、PWM轉電壓單元，所述PWM轉電壓單元的輸出端連接半導體制冷片；所述主控芯片輸出PWM信號為半導體制冷片驅動電壓提供控制；所述溫度傳感器連接半導體制冷片的冷端，實時采集溫度通過單總線反饋給所述主控芯片，所述主控芯片根據反饋調整PWM信號的占空比以改變驅動電壓，實現半導體制冷片溫度控制的閉環調節。

可選的，所述主控芯片為單片機、DSP、ARM、FPGA或CPLD。

優選的，所述主控芯片輸出的信號為20KHz高頻脈沖寬度調制信號。

優選的，所述快速開關為NPN三極管，其接有下拉電阻，用以加大高頻負反饋量，進而加快截止時間。

優選的，所述驅動單元為P溝道大功率MOS管。

優選的，所述PWM轉電壓單元包括肖特基二極管、大功率電感線圈和電解電容；所述肖特基二極管連接所述P溝道大功率MOS管的漏極和大功率電感線圈一端；所述電解電容正極連接所述大功率電感線圈另一端和半導體制冷片正極，用以減小半導體制冷片的驅動電源紋波。

優選的，所述溫度傳感器為DS18B20單線數字溫度計。

優選的，所述主電源為12V電源。

本發明還提供了一種全自動血凝分析儀，其試劑模塊中的半導體制冷片由如上述一項所述的驅動電路驅動。

從上面所述可以看出，本發明提供的閉環調節大功率半導體制冷片驅動電路，與現有技術中的基于H橋驅動電路相比，本發明具有任意低溫度調整、效率高的優點，利用主控芯片的程序控制，溫度控制穩定可靠，可廣泛應用于低溫制冷控制場合。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例的閉環調節大功率半導體制冷片驅動電路結構圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。

參考圖1，為本發明實施例的閉環調節大功率半導體制冷片驅動電路結構圖。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發明的基本構想，遂圖示中僅顯示與本發明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目繪制，其實際實施時各組件的型態及數量可為一種隨意的改變，且其組件布局型態也可能更為復雜。

本實施例提供的一種閉環調節大功率半導體制冷片驅動電路，用于對連接有主電源的半導體制冷片5的溫度進行閉環調節，其包括：溫度傳感器6以及順次連接的主控芯片1、快速開關2、驅動單元3、PWM轉電壓單元4。本實施方式中，所述主控芯片1為單片機、DSP、ARM、FPGA或CPLD，所述主控電源為12V電源。