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SLM8834输出限压和输出限流电路的工作原理

阅读量: 1619次 发布时间:2024-02-22 09:42:26

  本应用笔记主要阐述了为何 TEC 系统模块设计需要考虑输出限压和输出限流,以及 SLM8834 如何在应用电路中设定 TEC 最大电压和最大电流输出,同时介绍了 SLM8834 输出限压和输出限流电路的

  SLM8834是一款集成控制环路的 TEC控制器,可设置和稳定TEC温度。包括一个线性功率模块,一个 PWM 开关功率模块和两个零漂移,轨对轨的运算放大器。SLM8834 控制一个内部功率H桥,从而通过 TEC 馈送的电流方向可以是正的(用于冷却模式),以将热量从连接到 TEC 的物体中抽走,也可以是负的(用于加热模式),以将热量抽入连接到 TEC 的物体中。温度信息用附着在 TEC 上的热传感器测量,并将感测到的温度信息(电压)反馈到 SLM8834,以完成 TEC 的闭环热控回路。为了获得最佳的整体稳定性,需将热传感器尽量靠近 TEC耦合以获得精确的温度反馈。在大多数激光模块应用中,TEC 和 NTC 热敏电阻已经安装在同一封装中以调节激光二极管温度。

  SLM8834 的温度控制回路是利用内置的零漂移斩波放大器通过PID 补偿来稳定。内部产生的 2.50V 参考电压可提供 1% 的精准参考电压。

  为了稳定 TEC 工作时候的温度,输出到 TEC 的电压和电流会根据控制器的输出而进行实时调整,当温控系统启动时,环境和温度和目标控制温度差距较大,TEC 的电压和电流也会较大,此时需要控制器限制 TEC 的电压和电流工作在 TEC 允许的最大范围内,以保护 TEC 避免损坏。甚至在某些环路不匹配条件下,过大的电压和电流输出会在系统启动过程中造成震荡问题。

  另外,如果 TEC 的设定最大电压和电流过小,会导致温度调整过程过长,不能满足系统调温的实时性需求。

  因此,选择正真适合的 TEC 电压限值和电流限值在设计整个 TEC 控制器过程中是一定要考虑的。无论是在加热或者制冷模式下,都需要设定合适的 TEC 电压和电流限值。下面介绍 SLM8834 如何通过设定 TEC 的电压和电流限值。

  TEC 两端的最大电压和流过 TEC 的电流通过 VLIM/SD和 ILIM 引脚设置。最大冷却和加热电流可以独立设置,以允许不对称的加热和冷却限制。

  使用同一个电阻分压器能轻松实现分别设置加热和制冷的电压限值。当SLM8834 在加热方向驱动TEC时,加热开关导通,连接到 VLIM/SD 的内部电流源工作并开始汲取电流,以此来降低 VLIM/SD 处的电压。当 TEC 在冷却方向上被驱动时,内部开关关断,电流吸收器不起作用。因此,TEC 加热电压极限总是低于制冷电压极限。

  下列表格为不同的电阻分压分别得到各个VTEC,VVTEC,VVLIM的值。

  通过在 ILIM 引脚上施加电压分压来设置制冷和加热方向上的单独最大TEC 电流限值。当 SLM8834 沿冷却方向驱动 TEC 时,连接到 ILIM 的内部电流吸收器电路汲取 40μA 电流,从而允许高冷却电流。使用以下公式计算最大 TEC 电流:

  试验根据结果得出,在制冷模式下,测得VLIM管脚电压为2.32V,VTEC管脚电压为2.42V,TEC两端电压为4.56V。

  在制热模式下,测得VLIM管脚电压为2.36V,VTEC管脚电压为0.08V,TEC两端电压为4.44V。

  试验根据结果得出,在制冷模式下,测得 VLIM 管脚电压为 0.38V,VTEC管脚电压为 1.52V,TEC 两端电压为 0.8V。

  另外,TEC 电流越大引起的损耗越大,实验测试值与设定值的偏差会稍大一些;TEC 电流比较小时,实验测试值与设定值基本一致。

  SLM8834 通过 VLIM 和 ILIM 的分压电阻可以分别设定 TEC 的电压和电流最大限值,同时也能分别设定加热和制冷模式下不同的限值。通过设定 TEC 的电压限值和电流限值,能轻松实现保护 TEC 器件,避免由于过高功率的损坏,另一方面,合适的电压限值和电流限值也能更好的匹配 TEC 在启动过程中保持良好的动态特性。

  原文标题:应用笔记 丨 SLM8834 的 TEC 输出电压 和输出限流的设定

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