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技術(shù)專(zhuān)題
微型TEC調節器模塊融合了精密控制回路和源/接收器功能
LTM4663模塊基于Peltier效應針對熱電冷卻/加熱子系統，提供了實(shí)現溫度控制環(huán)路以實(shí)現精確熱穩定所需的功能。
熱電冷卻器（TEC）可以用于常規冷卻，但更多情況下，它們用于保持子系統和組件的精確溫度。而且與風(fēng)扇不同，它們既可以加熱又可以冷卻（TEC名稱(chēng)有點(diǎn)誤導，因為這些TEC中的許多還可以提供一些熱量）。在性能對溫度變化敏感的情況下，這種不僅僅是簡(jiǎn)單的設備冷卻的熱管理至關(guān)重要。因此，除了絕對精度之外，還需要高度的穩定性。
例如，激光二極管的輸出特性（波長(cháng)，功率）與溫度密切相關(guān)。偏離目標工作點(diǎn)會(huì )極大地影響系統性能。因此，通常將基于并置的溫度傳感器和用于冷卻（和加熱）的珀爾帖模塊的閉環(huán)溫度控制穩定方案用于提供所需的溫度控制功能。
為了實(shí)現該控制環(huán)路，ADI公司發(fā)布了LTM4663，它是一個(gè)完整的1.5A吸入/源熱電冷卻器（TEC）調節器，采用3.5-×4-×1.3-mm LGA封裝（圖1）。這種高度集成的μ模塊包括TEC控制器，線(xiàn)性功率級，開(kāi)關(guān)調節器，電感器和幾乎所有支持組件；只需要外部輸入和輸出電容器。該模塊支持獨立編程的加熱和冷卻電流限制，以實(shí)現不對稱(chēng)的熱控制，并且可以實(shí)時(shí)監控TEC電壓和電流。
1. ADI公司的LTM4663是一款采用小型封裝的完整1.5A吸入,源熱電冷卻器（TEC）穩壓器。在支持熱敏電阻和RTD溫度傳感器的同時(shí)，它可以提供和吸收高達1.5 A的電流
LTM4663在2.7V至5.5V輸入電壓范圍內工作，并具有默認（但可調）的2MHz開(kāi)關(guān)頻率，它還包括兩個(gè)零漂移，軌至軌斬波放大器，分別用作熱敏電阻輸入放大器和溫度反饋控制回路。這兩個(gè)自校正，自動(dòng)調零放大器使熱傳感器輸入線(xiàn)性化，以形成模擬溫度反饋控制環(huán)路。借助零漂移斬波放大器，可通過(guò)自主的溫度控制環(huán)路保持極好的長(cháng)期溫度穩定性。
該模塊可用于模擬或數字PID控制回路，其中包括回路補償功能。兩個(gè)半橋功率級，脈沖寬度調制（PWM）開(kāi)關(guān)模式調節器和線(xiàn)性功率級控制所連接的TEC設備的電流（流入或流出）（圖2）。
2. LTM4663的內部框圖顯示了感測到的信號路徑以及流向TEC模塊的相關(guān)控制信號
在幾乎每一個(gè)嚴格的，精確的溫度控制場(chǎng)景中，對熱狀況進(jìn)行精確建模都是必不可少的。全面的LTM4663數據表在其許多性能和應用細節中，從圖形上表示了許多內部和外部熱阻（圖3；藍色電阻包含在μ Module穩壓器中，而綠色電阻是外部電阻）
3.根據JESD 51-12的熱系數的圖形表示，可以對TEC控制回路的熱性能，差值和動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行精確建模
LTM4663與NTC和PTC熱敏電阻以及電阻溫度檢測器（RTD）兼容，并且使用其2.5V內部基準可以提供1％的準確度。