[發(fā)明專利]一種提高數(shù)字化半導(dǎo)體制冷片溫控輸出電壓分辨率的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110553372.7
• 申請日: 2021-05-20
• 公開（公告）號: CN113206656A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何發(fā)紅
• 申請（專利權(quán)）人: 成都業(yè)賢科技有限公司
• 主分類號: H03K7/08
• 分類號: H03K7/08;F25B21/02
• 代理公司: 成都其高專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 51244
• 代理人: 廖曾

1.一種提高數(shù)字化半導(dǎo)體制冷片溫控輸出電壓分辨率的方法，其特征在于；

每隔時間T主控執(zhí)行一次第2步和第3步；在每個T時間內(nèi)部，每隔T/Q時間主控執(zhí)行一次第4-6步；具有步驟如下；

(1)、確定1個優(yōu)化的PWM波周期：根據(jù)電感電容參數(shù)、輸出電壓紋波要求等其它系統(tǒng)綜合情況確定1個優(yōu)化的PWM波周期T_pwm進而確定M；

(2)、溫度采集：主控通過溫度采集模塊獲得被溫控物體實際溫度；

(3)、主控進行PID計算：根據(jù)溫控的目標(biāo)溫度計算溫差，采用PID或類似算法計算出期望的TEC驅(qū)動電壓，然后計算出期望的占空比DR_PID(DR_PID＝期望TEC驅(qū)動電壓/Vbus)；雙向溫控中，DR_PID可正可負，為-1至1之間的小數(shù)；

(4)、采用抖動方法計算PWM波的脈寬時鐘數(shù)：把控制間隔時間T再分成Q個時間段，每個時間段里PWM波的脈沖時鐘倍數(shù)都采用抖動方法重新計算一次，計算結(jié)果用N_q表示；

(5)、根據(jù)N_q值的大小對PWM波的周期和脈寬的進行不同的處理：首先確定1個合理的低占空比判斷閾值，然后根據(jù)N_q和閾值的相對大小關(guān)系，對PWM波的脈寬時鐘倍數(shù)和周期時鐘倍數(shù)進行不同的處理；

(6)、主控定時器生成PWM波：根據(jù)前述計算結(jié)果設(shè)置定時器，生成PWM波；PWM波輸入到功率級以后，功率級轉(zhuǎn)換為期望的直流電壓驅(qū)動TEC。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述提高數(shù)字化半導(dǎo)體制冷片溫控輸出電壓分辨率的方法，其特征在于；步驟4中，第q個時間段里計算流程如下：

a、對(DR_PID*M)的乘積結(jié)果向下取整得到N_q，因為DR_PID可正可負，所以N_q值可正可負；

b、累計誤差，本時間段的誤差和ErrSum_q＝ErrSum_q-1+(DR_PID–N_q/M)；ErrSum_q-1代表上一個時間段的誤差和；

c、抖動判斷，如果ErrSum_q≥1，N_q＝N_q+1，ErrSum_q＝ErrSum_q-1；

d、把N_q傳給步驟5，同時把ErrSum_q存儲起來下一個時間段計算時使用。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述提高數(shù)字化半導(dǎo)體制冷片溫控輸出電壓分辨率的方法，其特征在于；步驟5中，第q個時間段里處理方法如下：

設(shè)因為死區(qū)時間和最短響應(yīng)脈寬影響，當(dāng)PWM波的脈沖寬度小于K個時鐘周期時，半橋降壓模塊無輸出，當(dāng)脈沖寬度≥K個時鐘周期時，半橋降壓模塊有輸出，那么可以確定1個閾值k，要求k≥K，通常選取k＝K，k為正整數(shù)；用M1、M2分別表示PWM1波和PWM2波的周期時鐘倍數(shù)，用N1、N2分別表示PWM1波和PWM2波的脈寬時鐘倍數(shù)；

當(dāng)|N_q|≥k時，PWM波的周期時鐘數(shù)固定；單向溫控中，期望輸出電壓方向和溫控方向一致時，N1＝|N_q|，M1＝M，方向不一致時，N1＝0，M1＝M，關(guān)閉輸出；雙向溫控中，M1＝M2＝M，當(dāng)N_q≥k時，N1＝N_q，N2＝0，當(dāng)N_q≤-k時，N1＝0，N2＝|N_q|(這里N_q為可能為負整數(shù)，所以取絕對值)；

當(dāng)0|N_q|k時，PWM波的脈沖寬度時鐘倍數(shù)固定為k，PWM波的周期時鐘數(shù)變?yōu)閗/N_q*M，即為原來的k/N_q倍；單向溫控中，期望輸出電壓方向和溫控方向一致時，N1＝k，M1＝k/N_q*M，方向不一致時，N1＝0，M1＝M或N＝k/N_q*M，關(guān)閉輸出；雙向溫控中，M1＝M2＝k/N_q*M，當(dāng)N_q0時，N1＝k，N2＝0，當(dāng)N_q0時，N1＝0，N2＝k；

當(dāng)|N_q|＝0時,PWM波的周期時鐘倍數(shù)M1和M2可以等于任意非0值，一般設(shè)置M1＝M2＝M或M1＝M2＝k*M，脈寬周期時鐘倍數(shù)N1＝N2＝0。