一種雙向溫控電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種雙向溫控電路，其中，第一通用輸入輸出端口連接第五三極管的基極，第五三極管的集電極連接第六三極管的基極；電源輸入端分別連接第六三極管的集電極、第一N溝道MOSFET管的柵極、第二P溝道MOSFET管的柵極；第一N溝道MOSFET管的漏極連接電源輸出端；第一N溝道MOSFET管的源極連接第二P溝道MOSFET管的源極；第二通用輸入輸出端口連接第七三極管的基極，第七三極管的集電極連接第八三極管的基極；電源輸入端分別連接第八三極管的集電極、第三P溝道MOSFET管的柵極、第四N溝道MOSFET管的柵極；第四N溝道MOSFET管的漏極連接電源輸出端；第三P溝道MOSFET管的源極連接第四N溝道MOSFET管的源極。通過將繼電器更換為MOSFET管，提高了工作效率，特別適用于半導體激光器。
【專利說明】一種雙向溫控電路

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及激光領域，尤其涉及的是，一種雙向溫控電路。

【背景技術】
[0002]在光學領域中，一些半導體激光器工作對溫度的要求很高，最佳工作溫度通常在20-30度左右；然而采取一種電流正反向控制半導體致冷器（TEC)能實現此溫度控制。通?？刂齐娏髡聪蚴怯肕CU檢測激光器溫度，判斷與實際需求溫度對比來用高低電平控制GPIO(General Purpose Input Output，通用輸入輸出）-1、GPI02端口吸合繼電器來實現；但是在需要大電流時，繼電器型號體積大，而且瞬間吸合電流很大，通常在50-100MA以上，MCU提供的電流無法正常驅動繼電器，需外加輔助電源供給才能正常工作。
[0003]但是，該電路設計復雜且體積大、效率低，隨著現在小型化、節能要求的提高這樣設計很難實現理想標準。因此，現有技術需要改進。
實用新型內容
[0004]本實用新型提供一種新的雙向溫控電路，所要解決的技術問題包括：如何設置MOSFET 管（金屬-氧化層半導體場效晶體管，Metal Oxide Semiconductor Field EffectTransistor)電路以替代現有的繼電器電路、如何在該雙向溫控電路中設置三極管的數量和位置及其連接、如何在該雙向溫控電路中設置N溝道MOSFET管與P溝道MOSFET管的數量和位置及其連接、如何在該雙向溫控電路中設置正極輸出與負極輸出、如何設置各MOSFET管與各三極管的連接關系等。
[0005]本實用新型的技術方案如下：一種雙向溫控電路，其中，第一通用輸入輸出端口連接第五三極管的基極，第五三極管的集電極連接第六三極管的基極，還通過第一個第二電阻連接電源輸入端；電源輸入端還通過第二個第二電阻分別連接第六三極管的集電極、第一 N溝道MOSFET管的柵極、第二 P溝道MOSFET管的柵極；第一 N溝道MOSFET管的漏極連接電源輸出端；第二 P溝道MOSFET管的漏極接地；第一 N溝道MOSFET管的源極連接第二P溝道MOSFET管的源極，用作正極輸出；第五三極管的發射極、第六三極管的發射極接地；第二通用輸入輸出端口連接第七三極管的基極，第七三極管的集電極連接第八三極管的基極，還通過第三個第二電阻連接電源輸入端；電源輸入端還通過第四個第二電阻分別連接第八三極管的集電極、第三P溝道MOSFET管的柵極、第四N溝道MOSFET管的柵極；第三P溝道MOSFET管的漏極接地；第四N溝道MOSFET管的漏極連接電源輸出端；第三P溝道MOSFET管的源極連接第四N溝道MOSFET管的源極，用作負極輸出；第七三極管的發射極、第八三極管的發射極接地。
[0006]優選的，第五三極管、第六三極管、第七三極管、第八三極管均為NPN型三極管。
[0007]優選的，NPN型三極管的型號為3904。
[0008]優選的，第五三極管的發射極與第六三極管的發射極共地連接。
[0009]優選的，第七三極管的發射極與第八三極管的發射極共地連接。
[0010]優選的，第二 P溝道MOSFET管的漏極與第三P溝道MOSFET管的漏極共地連接。
[0011]優選的，第一通用輸入輸出端口通過第一個第一電阻連接第五三極管的基極，第二通用輸入輸出端口通過第二個第一電阻連接第七三極管的基極。
[0012]優選的，第一電阻與第二電阻的阻值均為IkQ。
[0013]優選的，第一電阻的型號為0603。
[0014]優選的，第二電阻的型號為1206。
[0015]優選的，P溝道MOSFET管的型號為Si7463，N溝道MOSFET管的型號為Si7884。
[0016]采用上述方案，本實用新型將繼電器更換為MOSFET管控制，這樣既能縮小體積結構，又減小了驅動電流，從而提高了工作效率，特別適用于一些發熱量大且對溫度要求高的光學器件，尤其是半導體激光器，具有很高的應用價值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖I為本實用新型的一個實施例的示意圖；
[0018]圖2為本實用新型的另一個實施例的示意圖。

【具體實施方式】
[0019]為了便于理解本實用新型，下面結合附圖和具體實施例，對本實用新型進行更詳細的說明。需要說明的是，當元件被表述“固定于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上、或者其間可以存在一個或多個居中的元件。當一個元件被表述“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件、或者其間可以存在一個或多個居中的元件。本說明書所使用的術語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的。
[0020]除非另有定義，本說明書所使用的所有的技術和科學術語與屬于本實用新型的【技術領域】的技術人員通常理解的含義相同。本說明書中在本實用新型的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是用于限制本實用新型。本說明書所使用的術語“和/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。
[0021]如圖I所示，本實用新型的一個實施例是，一種雙向溫控電路，其中，第一通用輸入輸出端口 GPI0-1連接第五三極管Q5的基極，第五三極管Q5的集電極連接第六三極管Q6的基極，還通過第一個第二電阻Rl連接電源輸入端Vin ;電源輸入端Vin還通過第二個第二電阻R2分別連接第六三極管Q6的集電極、第一 N溝道MOSFET管Ql的柵極、第二 P溝道MOSFET管Q2的柵極。
[0022]第一 N溝道MOSFET管Ql的漏極連接電源輸出端VOUT-TEC ;例如，電源輸出端VOUT-TEC輸出到半導體致冷器。第二 P溝道MOSFET管Q2的漏極接地；第一 N溝道MOSFET管Ql的源極連接第二P溝道MOSFET管Q2的源極，用作正極輸出，例如，用于連接半導體致冷器的正極TEC+ ;又如，第一 N溝道MOSFET管Ql的源極連接第二 P溝道MOSFET管Q2的源極后，還連接一個第三電阻，其用于連接半導體致冷器的正極TEC+ ;第五三極管Q5的發射極、第六三極管Q6的發射極接地。
[0023]第二通用輸入輸出端口 GPI0-2連接第七三極管Q7的基極，第七三極管Q7的集電極連接第八三極管Q8的基極，還通過第三個第二電阻R3連接電源輸入端Vin ;電源輸入端Vin還通過第四個第二電阻R4分別連接第八三極管Q8的集電極、第三P溝道MOSFET管Q3的柵極、第四N溝道MOSFET管Q4的柵極。
[0024]第三P溝道MOSFET管Q3的漏極接地；第四N溝道MOSFET管Q4的漏極連接電源輸出端VOUT-TEC ;例如，電源輸出端VOUT-TEC輸出到半導體致冷器。第三P溝道MOSFET管Q3的源極連接第四N溝道MOSFET管Q4的源極，用作負極輸出，例如，用于連接半導體致冷器的負極TEC-;又如，第三P溝道MOSFET管Q3的源極連接第四N溝道MOSFET管Q4的源極后，還連接一個第四電阻，其用于連接半導體致冷器的負極TEC-;第七三極管Q7的發射極、第八三極管Q8的發射極接地。
[0025]這樣，利用GPI O-1 /GP10-2端口一高一低電平互換，可以順利控制輸出電流正反向供給TEC ;例如，當GPI0-1輸出高電平，Q5導通、Q6截止，Ql導通、Q2截止；電流從VOUT-TEC流到TEC+ ；GP10-2輸出低電平，Q7截止、Q8導通，Q3導通、Q4截止，電流從TEC-流到地；反之則輸出電流方向互換。為了解決如何更好地實現第一通用輸入輸出端口與第二通用輸入輸出端口的高電平、低電平切換的技術問題，優選的，第一通用輸入輸出端口與第二通用輸入輸出端口之前還設置同步切換電路，用于在第一狀態與第二狀態之間切換，其中，所述第一狀態為第一通用輸入輸出端口輸出高電平、第二通用輸入輸出端口輸出低電平，所述第二狀態為第一通用輸入輸出端口輸出低電平、第二通用輸入輸出端口輸出高電平。例如，所述同步切換電路包括一個聯動開關，其設置關聯的兩條線路，其一為連通所述第一狀態的線路，另一為連通所述第二狀態的線路。又如，所述同步切換電路包括一個切換開關。這樣，可以實現方便地在第一狀態與第二狀態之間切換。優選的，所述同步切換電路包括一個電控開關。為了解決溫度指示的技術問題，優選的，所述雙向溫控電路還設置一溫度指示器，用于實時顯示溫度；又如，所述溫度指示器設置LED顯示設備，通過不同顏色的LED燈光顯示溫度，例如紅光表示溫度過高，綠光表示正常，藍光表示溫度過低等；這樣，可以達到有效指示溫度的技術效果。
[0026]為了解決如何優化電路設計的技術問題，如圖2所示，本實用新型的又一個實施例是，一種雙向溫控電路，其中，第一通用輸入輸出端口 GPI0-1通過第一個第一電阻R5連接第五三極管Q5的基極，第二通用輸入輸出端口 GPI0-2通過第二個第一電阻R6連接第七三極管Q7的基極。這樣，有助于實現第五三極管Q5的基極、第七三極管Q7的基極輸入的整流分壓。
[0027]為了解決如何優化電路設計的技術問題，優選的，第五三極管、第六三極管、第七三極管、第八三極管均為NPN型三極管。優選的，各NPN型三極管型號相同，例如，NPN型三極管的型號為3904。這樣，結構簡單，可替換性高，易于備貨與維護。
[0028]為了解決如何更好地優化電路中的地線連接的技術問題，優選的，第五三極管的發射極與第六三極管的發射極共地連接。優選的，第七三極管的發射極與第八三極管的發射極共地連接。優選的，各三極管的發射極共地連接。這樣，結構簡單，易于生產。
[0029]為了解決如何更好地優化電路中的地線連接的技術問題，優選的，第二 P溝道MOSFET管的漏極與第三P溝道MOSFET管的漏極共地連接。優選的，各三極管的發射極、以及各P溝道MOSFET管的漏極共地連接。這樣，結構簡單，便于實現電路設計與生產制造。
[0030]優選的，第一電阻與第二電阻的阻值均為IkQ。優選的，第一電阻與第二電阻為貼片電阻。優選的，第一電阻的型號為0603，其功率為1/10W。優選的，第二電阻的型號為1206，其功率為1/4W。
[0031]優選的，P溝道MOSFET管的型號為Si7463，N溝道MOSFET管的型號為Si7884。
[0032]進一步地，本實用新型的實施例還包括，上述各實施例的各技術特征，相互組合形成的雙向溫控電路，例如通過利用MCU端口高低電平控制MOS管的導通、截止來完成電流正反向控制，MOS管即MOSFET管，從而實現簡易式小型化、高效率的雙向溫控電路，可廣泛應用于發熱量大且對溫度要求高的光學器件，例如半導體激光器等。
[0033]需要說明的是，本實用新型的說明書及其附圖中給出了本實用新型的較佳的實施例，但是，本實用新型可以通過許多不同的形式來實現，并不限于本說明書所描述的實施例，這些實施例不作為對本實用新型內容的額外限制，提供這些實施例的目的是使對本實用新型的公開內容的理解更加透徹全面。并且，上述各技術特征繼續相互組合，形成未在上面列舉的各種實施例，均視為本實用新型說明書記載的范圍；進一步地，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬于本實用新型所附權利要求的保護范圍。
【權利要求】
1.一種雙向溫控電路，其特征在于， 第一通用輸入輸出端口連接第五三極管的基極，第五三極管的集電極連接第六三極管的基極，還通過第一個第二電阻連接電源輸入端； 電源輸入端還通過第二個第二電阻分別連接第六三極管的集電極、第一 N溝道MOSFET管的柵極、第二 P溝道MOSFET管的柵極； 第一 N溝道MOSFET管的漏極連接電源輸出端； 第二 P溝道MOSFET管的漏極接地； 第一 N溝道MOSFET管的源極連接第二 P溝道MOSFET管的源極，用作正極輸出； 第五三極管的發射極、第六三極管的發射極接地； 第二通用輸入輸出端口連接第七三極管的基極，第七三極管的集電極連接第八三極管的基極，還通過第三個第二電阻連接電源輸入端； 電源輸入端還通過第四個第二電阻分別連接第八三極管的集電極、第三P溝道MOSFET管的柵極、第四N溝道MOSFET管的柵極； 第三P溝道MOSFET管的漏極接地； 第四N溝道MOSFET管的漏極連接電源輸出端； 第三P溝道MOSFET管的源極連接第四N溝道MOSFET管的源極，用作負極輸出； 第七三極管的發射極、第八三極管的發射極接地。
2.根據權利要求1所述雙向溫控電路，其特征在于，第五三極管、第六三極管、第七三極管、第八三極管均為NPN型三極管。
3.根據權利要求2所述雙向溫控電路，其特征在于，NPN型三極管的型號為3904。
4.根據權利要求1所述雙向溫控電路，其特征在于，第五三極管的發射極與第六三極管的發射極共地連接。
5.根據權利要求1所述雙向溫控電路，其特征在于，第七三極管的發射極與第八三極管的發射極共地連接。
6.根據權利要求1所述雙向溫控電路，其特征在于，第二P溝道MOSFET管的漏極與第三P溝道MOSFET管的漏極共地連接。
7.根據權利要求1所述雙向溫控電路，其特征在于，第一通用輸入輸出端口通過第一個第一電阻連接第五三極管的基極，第二通用輸入輸出端口通過第二個第一電阻連接第七三極管的基極。
8.根據權利要求7所述雙向溫控電路，其特征在于，第一電阻與第二電阻的阻值均為Ik Ω ο
9.根據權利要求8所述雙向溫控電路，其特征在于，第一電阻的型號為0603。
10.根據權利要求8所述雙向溫控電路，其特征在于，第二電阻的型號為1206。
【文檔編號】G05D23/19GK204229263SQ201420758797
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月5日 優先權日:2014年12月5日
【發明者】李家超, 張大為, 陳彥民, 王玉魯, 韓濤 申請人:深圳極光世紀科技有限公司