单芯片威廉希尔官方网站的热电冷却器（TEC）应用设计-电子发烧友网

光学网络系统中最关键的设备是激光二极管，因为它负责将电子数据转换为光脉冲。必须仔细控制该二极管以稳定光输出，温度是确定光波长的关键变量。热电冷却器（TEC）通常用作此稳定过程的一部分。由于TEC具有许多不同的功率级别，并且具有独特的功率要求，因此需要使用特定类型的电源来正确驱动它们。

TEC将热能从一个板传递到另一个板，以使第一个板变凉或变暖。TEC本身并不消耗能量。换句话说，没有能量损失，但是操作TEC需要能量。TEC被建模为一个简单的电阻器，可以承受其两端的一定电压和通过它的电流。对于给定的TEC，该功率对应于两个板之间的相对温差。施加的功率越高，板之间的温差越高。

1.显示的是一个简单威廉希尔官方网站（TI参考设计PMP9759）的示例，该威廉希尔官方网站双向驱动流过TEC的电流。单芯片降压-升压转换器需要最少的组件数量。

TEC的重要方面是其加热和冷却的能力。由于TEC是永久性安装或连接到需要温度调节的激光器或其他设备上的，因此只有一块板可以控制激光器的温度。另一块板必须安装到散热器上，以释放从第一块板移出的能量。两块板都需要良好的热连接，以实现系统性能。

一旦安装到系统中，这些板就不能反转。TEC必须支持给定方向的冷却和加热。TEC通过控制电流的方向来支持这种补充功能。沿一个方向流动的电流会冷却一个板并加热另一个板，而沿相反方向流动的电流会逆转此动作，从而加热第一个板并冷却第二个板。与仅在一个方向上流动的电流相比，其结果是温度控制范围更广。

由于TEC需要双向电流才能达到所需的性能，因此其电源也必须支持这种双模式。但是，许多电源只能提供电流。因此，需要设计专用威廉希尔官方网站来在需要冷却与加热时交换从电源到TEC的连接，这会使电源的实现复杂化。

2.该威廉希尔官方网站仅通过一个转换器和几个无源元件就可产生流经TEC的双向电流。

一种替代方法是设计一种电源，该电源可以在不连接TEC的情况下产生和吸收电流，从而满足电流需求。但是，只有某些电源设计支持拉电流和灌电流。此外，电源必须支持接近零电流值的操作，这是一个常见的工作点。

图1中的电源是可以为低功率TEC提供和吸收电流的威廉希尔官方网站。例如，使用降压/升压转换器（例如TPS63020）对提供的输入电压进行降压或升压，以生成所需的电流方向。降压-升压转换器的拓扑支持较宽的输出电压范围，在这种情况下为1.2至5.5V。

通过集成所有功率MOSFET并需要最少的外部组件，对于尺寸至关重要的低功率TEC（例如最小的光网络模块），该威廉希尔官方网站是更可取的方法。降压-升压转换器由光网络模块中的公共3.3V电源供电。TEC与电源的连接（图2）允许TEC上的电压差为+ 2.1V至–2.2V。此外，在这种配置中，很容易支持接近零电流的普通工作点。

TEC方向对其加热或冷却至关重要。现代电子产品通常看起来有些温暖，易于进一步加热。但是，通常很难将TEC冷却到足以达到所需的激光波长。因此，将TEC接线，以便在降压-升压转换器提供电流时冷却它。与许多源极和漏极转换器一样，TPS63020所能提供的电流要大于其所能吸收的电流。因此，在下沉时它可以提供较少的功率，因此应使用下沉电流来加热TEC。