第4期机电技术机电技术基于基于TEC的恒温电路控制系统的恒温电路控制系统沈露萍（福建船政交通职业学院，福建福州350007）摘要为了适应不同功率，在对自动控制理论进行深入研究基础上，设计了一种高精度，并且适用于多种功率半导体制冷器（TEC）的恒温控制系统，以STM32单片机作为控制核心，运用自适应算法PID对目标温度进行差别矫正，温控精度可达0.1℃，功率涵盖范围广，具有体积小、效率高、可靠性高、驱动能力强等特点，能为各类应用场合提供恒定的温度条件。关键词恒温控制；TEC；电路；PID中图分类号：TP272文献标识码：A文章编号：1672-4801（2023）04-017-03DOI：10.19508/j.cnki.1672-4801.2023.04.006作者简介：沈露萍（1989—），女，助理工程师，主要从事机电技术研究。随着工业发展，越来越多的应用场合需要进行恒温控制，比如TEC（ThermoelectricCooler）即半导体制冷器[1]就是其中比较常用的一种，它是利用半导体材料的珀尔帖效应制成的。所谓珀尔帖效应[2]，是指当直流电流通过两种半导体材料组成的电偶时，其一端吸热，一端放热的现象。常用于民用消费、工业通信、医疗美容及汽车等。一个好的恒温控制系统不仅能带来稳定的应用环境，同时也会提高整个系统的性能和可靠性。因此，温度控制是TEC恒温控制系统设计的一项重要任务，其性能和精度需满足系统对温度控制的要求，兼顾加热和制冷两种功能，才能应对不同的复杂温度环境，同时拥有适应负载功率的能力，在变更TEC时，电控系统仍可保持不变，避免系统时常变动。1总体设计TEC恒温控制系统主要包含微处理器MCU、可调降压模块DCDC、驱动TEC的H桥电路、温度采集电路、通信接口等模块。当系统接上TEC负载及NTC探头时，可以使用上位机通过RS485通信接口对电路发出指令，比如设置电压、温度、开关或者读取当前信息。当电路开始运作时，通过NTC获取当前温度，根据温度信息运用PID算法计算对应脉冲宽度调制PWM的信号输出占空比，并将该信号输出至H桥的控制端。系统集成了大功率可调降压模块DCDC，可以通过设置数模转换器DAC对其输出电压进行调节，电压最高可达40V，极大增强了多种负载应用，同时系统持续读取被控物体的温度、降压模块的电压与H桥的电流信号，当NTC探头或者降压模块出现异常短路或断路，则汇报异常记录并关断输出，用户可以通过访问通信接口对系统参数进行查询和设置。系统框图如图1所示。MCU$GL+DH P+DBDCDC16bitDACTECNTCRS485F SPIBE++PPWMO+#O+图1系统框图2硬件设计微处...
