一种大功率TEC温控系统的设计

来源：计算机测量与控制杂志2020年第11期北京时间：

作者：敬奕艳

单位：深圳技术大学 新材料与新能源学院

摘要：小功率半导体激光器常采用TEC片进行温度控制，其中，TEC片工作电压为5V，工作电流低于4A的应用已经有了几种成熟的芯片方案，而更高电压和电流的TEC温控需要自行设计控制系统。设计了一种基于AVR单片机ATmega128，适用于较大功率TEC片的温控系统，主要技术指标包括：TEC片工作电压范围6V-24V，峰值电流≤20A，控温范围：0-70℃，控温精度±0.05℃。使用负温度系数热敏电阻采集温度，包含温度信息的电压值转化为数字量输入单片机，单片机根据位置式PID控制算法的计算结果输出控制信号，驱动由两片BTN7971B构成的H桥电路，H桥输出电压提供给TEC片。对硬件和软件的实现方法进行了详细分析，重视控温精度、系统的可靠性设计。经过实际测试，可实现前述技术指标，能满足较大功率半导体激光器的控温要求。

关键词：温度控制;TEC;PID算法;ATmega128

基金资助：深圳技术大学2017年度新引进教师科研启动项目181430901117005