[发明专利]H桥TEC控制电路

说明书

技术领域

本发明涉及用于光通信中光发射组件的TEC（半导体致冷器）的驱动控制电路，尤其涉及H桥TEC控制电路。

背景技术

纯金属的热电效应很小，若用一个 N 型半导体和一个 P 型半导体代替金属，效应就大得多。接通电源后，上接点附近产生电子-空穴对，内能减小，温度降低，向外界吸热，称为冷端。另一端因电子-空穴对复合，内能增加，温度升高，并向环境放热，称为热端。一对半导体热电元件所产生的温差和冷量都很小，实用的半导体制冷器是由很多对热电元件（半导体晶粒）经并联、串联组合而成，也称热电堆。将这些组合的晶粒上下面覆盖陶瓷片或其它导热的绝缘材料，在通电的状态下，便形成一面吸热、一面放热的效应。

温度控制可让EML激光器（电吸收调制激光器）发光芯片的波长锁定在一个固定值，且避免了常规激光器在高低温的波长偏移的问题。EML激光器对温度非常敏感，所以对TEC的要求也相对较高。

现有TEC驱动电路多采用H桥来控制TEC两端的电压方向，从而实现加热或制冷，但现有H桥的滤波电路采用对称结构，如图1所示，此种H桥面积大，效率较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种简洁、成本低、效率高的H桥TEC控制电路。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供一种H桥TEC控制电路，包括第一PMOS、第二PMOS、第一NMOS和第二NMOS，所述第一PMOS与第二PMOS的源极连接VCC，第一PMOS的漏极与第一NMOS的源极连接，第二PMOS的漏极与第二NMOS的源极连接，第一NMOS和第二NMOS的漏极接地；其特征在于，还包括一电感与电容，所述电感一端与第一PMOS漏极连接，另一端与TEC正端和电容的一端连接，TEC的负端与第二PMOS漏极连接，电容的另一端接地，所述第一PMOS、第二PMOS、第一NMOS和第二NMOS的基极接PWM信号。

优选的，TEC制冷时，电流由TEC正端流向TEC负端，第二NMOS接高电平，第二PMOS2和第一NMOS1接低电平，调节第一PMOS的占空比来控制电流大小；TEC加热时，电流由TEC负端流向TEC正端，第一NMOS接高电平，第一PMOS和第二NMOS接低电平，通过调整第二PMOS的占空比来控制电流大小。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明使用两个PMOS、两个NMOS搭建成简单的H桥电路来实现TEC驱动，电路简洁、成本低廉。通过调节PWM的占空比来控制 TEC正端与TEC负端之间的电压差从而控制TEC7的电流，使用非对称的单端LC从而降低H桥的功耗，提高H桥的工作效率。如图3所示，本发明的H桥工作效率在TEC电流为0.5A的时候能达到79%以上。

附图说明

图1 是现有技术H桥TEC控制电路示意图。

图2 是本发明H桥TEC控制电路示意图。

图3是本发明TEC控制电路工作效率图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的H桥包括第一PMOS1、第二PMOS2、第一NMOS3和第二NMOS4，所述第一PMOS1与第二PMOS2的源极连接VCC，第一PMOS1的漏极与第一NMOS3的源极连接，第二PMOS2的漏极与第二NMOS4的源极连接，第一NMOS3和第二NMOS4的漏极接地。电感5一端与第一PMOS1漏极连接，另一端与TEC7正端和电容6的一端连接，TEC7的负端与第二PMOS2漏极连接，电容6的另一端接地。

第一PMOS1、第二PMOS2、第一NMOS3和第二NMOS4的基极分别接入PWM信号，所述PWM信号由MCU生成并控制，本发明H桥工作原理如下：一、TEC7制冷，即电流由TEC正端（+）流向TEC负端（-）。这时第二NMOS4为高电平，第二PMOS2和第一NMOS3为低电平，调节第一PMOS1的占空比来控制电流大小；二、TEC7加热，电流由TEC负端（-）流向TEC正端（+），这时第一NMOS3为高电平，第一PMOS1和第二NMOS4为低电平，通过调整第二PMOS2的占空比来控制电流的大小。