热电制冷器（TEC）的结构优化

由于热电制冷器（TEC）的性能受几何结构的影响很显著,一个有固定底面积的特定TEC的几何参数有多个,所有参数会耦合影响TEC的性能,因此,必须研究多参数的组合影响。为了设计最佳的TEC结构,结合热和电传导说明TEC中所有物理机制,在固定电流和固定温差下对三个参数同时进行优化。

基于热电制冷的动力电池模组散热性能研究

本文研究了基于热电制冷(TEC)的电动汽车电池模组散热性能。圆柱电池模组按3×5阵列排布,两侧对称布置热电制冷系统,采用理论分析建立了电池模组的一维热阻网络,以评估热性能。通过改变TEC电流、电池单体温度、冷热端热阻、TEC布置方式来研究TEC的最大制冷功率Qtot,制冷效能COP(coefficient of performance)和最佳工作电流。结果表明TEC的冷端温度随着TEC电流的增大呈先减小后增大趋势,而热端温度则随着TEC输入电流的增大而逐渐增大。制冷功率随TEC电流增大呈先增大后减小趋势,而TEC的COP值随着电流的增大而逐渐减小,电池温度在30~50℃下制冷效率在0.45~0.60之间。最大制冷功率对应的最佳工作电流在5.5~6.25 A之间。冷、热端热阻影响TEC的制冷功率和最佳制冷电流。其中,最大制冷功率对应的最佳TEC电流受热端热阻的影响较大,受冷端热阻的影响较小。

一种具有衬底温度补偿功能的非制冷红外读出电路

针对非制冷红外探测器系统,设计了一种无需衬底温度稳定器——热电制冷器(TEC)的读出电路(ROIC)结构.首先分析了衬底温度对微测辐射热计的特性的影响,利用ROIC对衬底温度变化引起的微测辐射热计的特性的变化进行补偿,实现ROIC的输出信号与衬底无关.该ROIC已在0.5μm CMOS工艺下成功流片,并应用了到阵列大小为320×240的非制冷微测辐射热计焦平面上.测试结果表明:在衬底温度变化20 K时,ROIC输出信号仅变化2 mV,实现了去除TEC后衬底温度补偿的功能,有效地降低了系统功耗.该ROIC在低功耗,小体积的非制冷红外探测器上有着广泛的应用.

基于APD半导体制冷供能电路设计

雪崩光电二极管(APD)作为高灵敏光探测器件,为降低暗电流噪声需要半导体热电制冷器来降低其工作环境温度。用于制冷器的能源供应以及恒温控制的开关电源是该制冷系统重要的支持性配置,从半导体热电制冷控制需要电源功率输出较大、稳定性较好和受外界影响较少的要求出发,在开关电源的功率转换电路和脉宽调制(PWM)控制电路部分做了相应的改进。选择半桥式功率转换电路,以及利用控制芯片的功能实现脉宽调制电路,并根据探测和控制的反馈信号进行功率调整,实验结果证明这些方法对本设计电源是可行的。

基于ADN8830的非制冷红外焦平面温度控制系统

在光电领域中,有许多光器件对温度稳定性的要求很高。非制冷红外焦平面作为不需制冷的红外探测器有很好的应用前景。为了保证焦平面上各敏感元的温度稳定性,设计了一个高性能、高精度的温度控制系统。介绍了采用赛贝克效应工作的热电制冷器(TEC)的工作原理,详细讨论了基于ADN8830的温度控制电路的设计。通过实验对所设计的温控系统进行了测试,测试结果表明,所设计的温控系统完全符合焦平面上各敏感元对温度稳定性的要求。

基于TEC的高精度温控系统设计

设计一种基于热电制冷器(TEC)为温控元件的高精度温控系统。以高集成化MCU E523.05为核心控制器,以Pt1000为感温元件,通过数字PID控制算法进行温度闭环控制。经测试,该系统具有温度控制精度高、升、降温速度快、误差小、可靠性高的特点,在0~80℃温度范围内,温度采集精度可达0.03℃以内,控制精度可达0.1℃以内。

一种灵活多速率直调激光器驱动电路设计

设计一种灵活多速率直调激光器驱动电路方案,该方案采用精确温度控制、宽带数字信号直接驱动及高稳定波长输出蝶形激光器相结合的方式,可实现直调方式下激光器驱动信号的长距离传输。测试结果表明:电路方案设计灵活,光性能参数优异,可实现50 Mb/s～2.7 Gb/s,最大调制电流为80 mA,距离为175 km的信号传输。

基于分级控制策略的激光器组件恒温控制技术

首先综合考虑环境温度、热沉、LD组件（LDM）注入电流以及热电制冷器（TEC）电流等因素，建立了LDM恒温控制的一维传热数学模型，进而分析了影响LDM温度稳定性的主要因素．提出了分级控制方法；结合硬件实现比例积分（PI）算法动态特性好和数字电位计可编程控制的优点．提出了一种结合电位器数字控制技术与PI算法实现变PI控制的方法；在环境温度为20±3℃条件下，进行了对比实验。结果表明，在10～40℃范围内，未考虑环境温度影响的稳定度为±0．045℃，而采用分级控制策略的恒温控制方法后稳定度为±0．003℃。