微型TEC调节器模块融合了精密控制回路和源/接收器功能(néng)

2020-06-30

LTM4663模块基于Peltier效应针对热電(diàn)冷却/加热子系统，提供了实现温度控制环路以实现精确热稳定所需的功能(néng)。

热電(diàn)冷却器（TEC）可(kě)以用(yòng)于常规冷却，但更多(duō)情况下，它们用(yòng)于保持子系统和组件的精确温度。而且与风扇不同，它们既可(kě)以加热又(yòu)可(kě)以冷却（TEC名称有(yǒu)点误导，因為(wèi)这些TEC中的许多(duō)还可(kě)以提供一些热量）。在性能(néng)对温度变化敏感的情况下，这种不仅仅是简单的设备冷却的热管理(lǐ)至关重要。因此，除了绝对精度之外，还需要高度的稳定性。

例如，激光二极管的输出特性（波長(cháng)，功率）与温度密切相关。偏离目标工作点会极大地影响系统性能(néng)。因此，通常将基于并置的温度传感器和用(yòng)于冷却（和加热）的珀尔帖模块的闭环温度控制稳定方案用(yòng)于提供所需的温度控制功能(néng)。

為(wèi)了实现该控制环路，ADI公司发布了LTM4663，它是一个完整的1.5A吸入/源热電(diàn)冷却器（TEC）调节器，采用(yòng)3.5-×4-×1.3-mm LGA封装（图1）。这种高度集成的µ模块包括TEC控制器，線(xiàn)性功率级，开关调节器，電(diàn)感器和几乎所有(yǒu)支持组件；只需要外部输入和输出電(diàn)容器。该模块支持独立编程的加热和冷却電(diàn)流限制，以实现不对称的热控制，并且可(kě)以实时监控TEC電(diàn)压和電(diàn)流。

 

1. ADI公司的LTM4663是一款采用(yòng)小(xiǎo)型封装的完整1.5A吸入,源热電(diàn)冷却器（TEC）稳压器。在支持热敏電(diàn)阻和RTD温度传感器的同时，它可(kě)以提供和吸收高达1.5 A的電(diàn)流

LTM4663在2.7V至5.5V输入電(diàn)压范围内工作，并具有(yǒu)默认（但可(kě)调）的2MHz开关频率，它还包括两个零漂移，轨至轨斩波放大器，分(fēn)别用(yòng)作热敏電(diàn)阻输入放大器和温度反馈控制回路。这两个自校正，自动调零放大器使热传感器输入線(xiàn)性化，以形成模拟温度反馈控制环路。借助零漂移斩波放大器，可(kě)通过自主的温度控制环路保持极好的長(cháng)期温度稳定性。

该模块可(kě)用(yòng)于模拟或数字PID控制回路，其中包括回路补偿功能(néng)。两个半桥功率级，脉冲宽度调制（PWM）开关模式调节器和線(xiàn)性功率级控制所连接的TEC设备的電(diàn)流（流入或流出）（图2）。

2. LTM4663的内部框图显示了感测到的信号路径以及流向TEC模块的相关控制信号

在几乎每一个严格的，精确的温度控制场景中，对热状况进行精确建模都是必不可(kě)少的。全面的LTM4663数据表在其许多(duō)性能(néng)和应用(yòng)细节中，从图形上表示了许多(duō)内部和外部热阻（图3；蓝色電(diàn)阻包含在µ Module稳压器中，而绿色電(diàn)阻是外部電(diàn)阻）

3.根据JESD 51-12的热系数的图形表示，可(kě)以对TEC控制回路的热性能(néng)，差值和动态特性进行精确建模

LTM4663与NTC和PTC热敏電(diàn)阻以及電(diàn)阻温度检测器（RTD）兼容，并且使用(yòng)其2.5V内部基准可(kě)以提供1％的准确度。