0-10A智能PID半導(dǎo)體TEC加熱制冷模式自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)源

型號(hào)：TEC-10A

一．特性描述

TEC-10A是一款高功率密度的TEC溫度控制器，額定工作負(fù)載12V10A，峰值可達(dá)12V15A。此溫度控制器可以連接專用調(diào)試器來(lái)進(jìn)行參數(shù)的調(diào)節(jié)，參數(shù)調(diào)節(jié)完畢并保存后，撤去調(diào)試器，此溫度控制器仍可以獨(dú)立工作?？梢酝ㄟ^(guò)專用RS232調(diào)試線和電腦進(jìn)行通訊，以進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和溫度監(jiān)視，以及進(jìn)行溫度程控。

輸入： 9VDC ~15VDC

輸出：電壓自動(dòng)適應(yīng)TEC（額定電流小于10A）。

效率：>95%

電流過(guò)沖：二．驅(qū)動(dòng)源原理框圖

控制器的工作原理圖如下圖所示

圖2 TEC驅(qū)動(dòng)源的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖

驅(qū)動(dòng)源的核心是PID智能控制器，他分別控制MOS管驅(qū)動(dòng)器、溫度傳感器以及和調(diào)試器通訊口和外接通訊。原理圖中，Q1和Q3組成同步整流橋臂，Q4和Q2組成同步整流橋臂，通過(guò)導(dǎo)通的占空比實(shí)現(xiàn)TEC兩端電壓的自動(dòng)控制，然后分別控制下橋臂Q3和Q4的導(dǎo)通來(lái)控制TEC的加熱制冷模式切換。電路中采用了兩組L-C的濾波網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，消除了開關(guān)過(guò)程中大電流對(duì)TEC壽命的影響，為了確保電路的可靠性，這里采用10mOHM的電流取樣電阻進(jìn)行電流采集，當(dāng)出現(xiàn)過(guò)流情況時(shí)，自動(dòng)采取限制電壓的措施。

三． 連接示意圖

為了設(shè)定當(dāng)前需要設(shè)定的參數(shù)，驅(qū)動(dòng)源連接調(diào)試器，在調(diào)試屏上可以直接修改設(shè)定溫度，P，I，D參數(shù)。

圖3.1 四片TEC調(diào)試模式連接示意圖

圖3.2 二片TEC調(diào)試模式連接示意圖

圖3.3 一片TEC調(diào)試模式連接示意圖

調(diào)試模式接線圖，

本驅(qū)動(dòng)器可以連接4片TEC制冷片，制冷片串并聯(lián)，如圖3.1所示，輸入電壓為15V。

本驅(qū)動(dòng)器可以連接2片TEC制冷片，制冷片串并聯(lián)，如圖3.2所示，輸入電壓為12V。

本驅(qū)動(dòng)器可以連接1片TEC制冷片，制冷片串并聯(lián)，如圖3.2所示，輸入電壓為12V。

該模塊在工作時(shí)，工作溫度不宜超過(guò)60°，在正常使用中，應(yīng)該有自然風(fēng)通過(guò)該驅(qū)動(dòng)源，實(shí)現(xiàn)風(fēng)冷。

調(diào)試器可以連接驅(qū)動(dòng)源使用，也可以在調(diào)試完畢后，將調(diào)試器斷開，單獨(dú)讓驅(qū)動(dòng)源獨(dú)立工作。

四．驅(qū)動(dòng)源輸出狀態(tài)

如圖4所示，PIN4和PIN5的狀態(tài)為TTL電平，系統(tǒng)和溫度正常的時(shí)候?yàn)楦唠娖健?

當(dāng)溫度傳感器錯(cuò)誤或者保險(xiǎn)燒毀的時(shí)候，SYS_ERROR 為低電平，相應(yīng)LED被點(diǎn)亮。

圖4 驅(qū)動(dòng)源的接線口標(biāo)示

當(dāng)溫度不在設(shè)定范圍的時(shí)候，TEMP_ERROR為低電平，相應(yīng)LED被點(diǎn)亮。

TEMP_ERROR的狀態(tài)由當(dāng)前溫度和Th和Tl決定，小于Tl或者大于Th 狀態(tài)TEMP_ERROR 為低。

五．調(diào)試器說(shuō)明

調(diào)試器在連接后會(huì)顯示TEC-10A的基本信息，包括設(shè)定溫度，溫度上下限，PID，以及產(chǎn)品序列號(hào)。調(diào)試器示意圖如圖5所示。

圖5 調(diào)試器的布置示意圖

調(diào)試器包括液晶顯示屏和4個(gè)按鍵，按鍵分別為ESC、UP、DW、EN。

調(diào)試步驟如下：

步：長(zhǎng)按EN鍵進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置界面，如圖6所示。

第二步：進(jìn)入此界面，會(huì)有光標(biāo)在Ts溫度的后位閃動(dòng)，繼續(xù)按EN鍵可以向前跳動(dòng)光標(biāo)，按UP或DW增大或減小設(shè)定值。

第三步：在此界面按UP鍵或DW鍵，可以設(shè)置目標(biāo)溫度、PID等參數(shù)。

圖6 調(diào)試器調(diào)試界面

第四步：修改完畢后長(zhǎng)按EN鍵可以將參數(shù)保存。

調(diào)試器可以連接驅(qū)動(dòng)源使用，也可以在調(diào)試完畢后，將調(diào)試器斷開，單獨(dú)讓驅(qū)動(dòng)源獨(dú)立工作。

六．PID參數(shù)經(jīng)驗(yàn)

要想得到精密的溫度控制，必須設(shè)置好PID的值。要得到快速的溫度控制響應(yīng)，冷端的溫度傳感器請(qǐng)盡量靠近TEC的冷端。設(shè)置PID時(shí)，確定目標(biāo)溫度后將I設(shè)置為0.000，逐步將P從0以5的步進(jìn)緩緩增加，每次增加，請(qǐng)等待幾分鐘，以觀察當(dāng)前溫度和目標(biāo)溫度的差異，直至得到一個(gè)P值，能使當(dāng)前溫度盡可能的接近目標(biāo)溫度并且不產(chǎn)生振蕩。0.5度以下的溫度差異為佳，這個(gè)時(shí)候設(shè)定積分相參數(shù)I，將I從0.00以0.01的步進(jìn)增加，以消除誤差。I太小則誤差消除慢，溫度穩(wěn)定時(shí)間加長(zhǎng)，I太大，則容易產(chǎn)生溫度振蕩，溫度不宜穩(wěn)定。一般不使用微分參數(shù)D也可以得到和快速響應(yīng)的溫度控制，這里D=0.000。如果溫度變化比較頻繁，可以適當(dāng)設(shè)置D的值，以得到穩(wěn)定的控制。默認(rèn)參數(shù)是經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)得到的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，在開機(jī)時(shí)同時(shí)按住UP和DW，系統(tǒng)將恢復(fù)出廠默認(rèn)參數(shù)。

七．TEC-10A驅(qū)動(dòng)源尺寸

圖7 驅(qū)動(dòng)源和調(diào)試器尺寸

圖7的左圖為驅(qū)動(dòng)源尺寸，長(zhǎng)*寬*高為61mm*40mm*25mm；右圖為調(diào)試器的尺寸，長(zhǎng)*寬*高為63.5mm*39.5mm*25mm。

八．TEC-10A通信協(xié)議

TEC-10A通信協(xié)議為，RS232.SetSettings("115200,n,8,1")

------上位機(jī)發(fā)送字符‘%’，表示需要TEC-10A恢復(fù)出廠參數(shù)，操作成功返回‘%‘。

------上位機(jī)發(fā)送字符‘@’，表示需要TEC-10A保存當(dāng)前參數(shù)，操作成功返回’@‘。

------上位機(jī)發(fā)送字符‘#’，表示需要TEC-10A發(fā)送相關(guān)數(shù)據(jù)，上位機(jī)發(fā)送‘#’，直到TEC-10A傳回字符‘#’，表示TEC-10A已經(jīng)識(shí)別指令，并處于等待上位機(jī)的進(jìn)一步指令，上位機(jī)得到TEC-10A的識(shí)別指令后需立即發(fā)送參數(shù)索引號(hào)，否則TEC-10A將做超時(shí)處理。TEC-10A得到參數(shù)索引后，根據(jù)索引發(fā)送參數(shù)數(shù)據(jù)，上位機(jī)將得到4個(gè)字節(jié)的float型數(shù)據(jù)。------上位機(jī)發(fā)送字符‘$’，表示需要TEC-10A接受相關(guān)數(shù)據(jù)，上位機(jī)發(fā)送‘$’后，等待TEC-10A傳回‘$’，表示TEC-10A已經(jīng)識(shí)別指令，并處于等待上位機(jī)的進(jìn)一步指令，上位機(jī)得到TEC-10A的識(shí)別指令后需立即發(fā)送參數(shù)索引號(hào)（1字節(jié)）以及參數(shù)（4字節(jié)），否則TEC-10A將做超時(shí)處理。TEC-10A得到參數(shù)索引和參數(shù)數(shù)據(jù)后，根據(jù)索引更新參數(shù)數(shù)據(jù)。參數(shù)索引即Member[Index]中的Index，Index=0到10。寫入操作成功將返回此次參數(shù)索引即Index，否則返回0xFF。

數(shù)據(jù)在TEC-10A的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)為float型數(shù)組

floatmember[12]

Member[0] Tset 設(shè)定溫度

Member[1] Th 溫度窗口上限

Member[2] Tl 溫度窗口下限

Member[3] P

Member[4] I

Member[5] D

Member[6] PID 驅(qū)動(dòng)器輸出百分比。-100到100，負(fù)數(shù)表示加熱

Member[7] Tcur 當(dāng)前溫度

Member[8] SN，BYTE[4]

Member[9] TEC 電流

Member[10] TEC 電壓

Member[11] 保留

Member[0]到Member[5] 可讀可寫。

Member[6]到Member[10] 只讀。

Member[11] 讀寫對(duì)系統(tǒng)無(wú)影響。

關(guān)于Tcur當(dāng)前溫度的傳回值：

當(dāng)Tcur=-700，則表示保險(xiǎn)絲和溫度傳感器均發(fā)生錯(cuò)誤。

當(dāng)Tcur=-300，表示傳感器錯(cuò)誤，保險(xiǎn)絲正常。

如果Tcur>900，表示溫度傳感器正常，保險(xiǎn)絲錯(cuò)誤，當(dāng)前溫度=Tcur-1000

其他Tcur，表示保險(xiǎn)絲，溫度傳感器都正常，當(dāng)前溫度=Tcur

關(guān)于C51和VC++中的float型數(shù)據(jù)儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)

在C51中，float按Bye[0]-Byte[3]儲(chǔ)存

在VC++中，float按Byte[3]-Byte[0]儲(chǔ)存

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)需注意！

特種電源銷售訂制熱銷

長(zhǎng)春艾克思科技有限責(zé)任公司

長(zhǎng)春人民大街7655號(hào)12廳2樓 TEL

北京艾克思電子有限責(zé)任公司

北京市海淀區(qū)知春路132號(hào)中發(fā)電子大樓2175 TEL

Email:aikstech@