一种双向温控电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种双向温控电路，其中，第一通用输入输出端口连接第五三极管的基极，第五三极管的集电极连接第六三极管的基极；电源输入端分别连接第六三极管的集电极、第一N沟道MOSFET管的栅极、第二P沟道MOSFET管的栅极；第一N沟道MOSFET管的漏极连接电源输出端；第一N沟道MOSFET管的源极连接第二P沟道MOSFET管的源极；第二通用输入输出端口连接第七三极管的基极，第七三极管的集电极连接第八三极管的基极；电源输入端分别连接第八三极管的集电极、第三P沟道MOSFET管的栅极、第四N沟道MOSFET管的栅极；第四N沟道MOSFET管的漏极连接电源输出端；第三P沟道MOSFET管的源极连接第四N沟道MOSFET管的源极。通过将继电器更换为MOSFET管，提高了工作效率，特别适用于半导体激光器。
【专利说明】一种双向温控电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及激光领域，尤其涉及的是，一种双向温控电路。
【背景技术】
[0002]在光学领域中，一些半导体激光器工作对温度的要求很高，最佳工作温度通常在20-30度左右；然而采取一种电流正反向控制半导体致冷器（TEC)能实现此温度控制。通常控制电流正反向是用MCU检测激光器温度，判断与实际需求温度对比来用高低电平控制GPIO(General Purpose Input Output，通用输入输出）-1、GPI02端口吸合继电器来实现；但是在需要大电流时，继电器型号体积大，而且瞬间吸合电流很大，通常在50-100MA以上，MCU提供的电流无法正常驱动继电器，需外加辅助电源供给才能正常工作。
[0003]但是，该电路设计复杂且体积大、效率低，随着现在小型化、节能要求的提高这样设计很难实现理想标准。因此，现有技术需要改进。
实用新型内容
[0004]本实用新型提供一种新的双向温控电路，所要解决的技术问题包括：如何设置MOSFET 管（金属-氧化层半导体场效晶体管，Metal Oxide Semiconductor Field EffectTransistor)电路以替代现有的继电器电路、如何在该双向温控电路中设置三极管的数量和位置及其连接、如何在该双向温控电路中设置N沟道MOSFET管与P沟道MOSFET管的数量和位置及其连接、如何在该双向温控电路中设置正极输出与负极输出、如何设置各MOSFET管与各三极管的连接关系等。
[0005]本实用新型的技术方案如下：一种双向温控电路，其中，第一通用输入输出端口连接第五三极管的基极，第五三极管的集电极连接第六三极管的基极，还通过第一个第二电阻连接电源输入端；电源输入端还通过第二个第二电阻分别连接第六三极管的集电极、第一 N沟道MOSFET管的栅极、第二 P沟道MOSFET管的栅极；第一 N沟道MOSFET管的漏极连接电源输出端；第二 P沟道MOSFET管的漏极接地；第一 N沟道MOSFET管的源极连接第二P沟道MOSFET管的源极，用作正极输出；第五三极管的发射极、第六三极管的发射极接地；第二通用输入输出端口连接第七三极管的基极，第七三极管的集电极连接第八三极管的基极，还通过第三个第二电阻连接电源输入端；电源输入端还通过第四个第二电阻分别连接第八三极管的集电极、第三P沟道MOSFET管的栅极、第四N沟道MOSFET管的栅极；第三P沟道MOSFET管的漏极接地；第四N沟道MOSFET管的漏极连接电源输出端；第三P沟道MOSFET管的源极连接第四N沟道MOSFET管的源极，用作负极输出；第七三极管的发射极、第八三极管的发射极接地。
[0006]优选的，第五三极管、第六三极管、第七三极管、第八三极管均为NPN型三极管。
[0007]优选的，NPN型三极管的型号为3904。
[0008]优选的，第五三极管的发射极与第六三极管的发射极共地连接。
[0009]优选的，第七三极管的发射极与第八三极管的发射极共地连接。
[0010]优选的，第二 P沟道MOSFET管的漏极与第三P沟道MOSFET管的漏极共地连接。
[0011]优选的，第一通用输入输出端口通过第一个第一电阻连接第五三极管的基极，第二通用输入输出端口通过第二个第一电阻连接第七三极管的基极。
[0012]优选的，第一电阻与第二电阻的阻值均为IkQ。
[0013]优选的，第一电阻的型号为0603。
[0014]优选的，第二电阻的型号为1206。
[0015]优选的，P沟道MOSFET管的型号为Si7463，N沟道MOSFET管的型号为Si7884。
[0016]采用上述方案，本实用新型将继电器更换为MOSFET管控制，这样既能缩小体积结构，又减小了驱动电流，从而提高了工作效率，特别适用于一些发热量大且对温度要求高的光学器件，尤其是半导体激光器，具有很高的应用价值。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图I为本实用新型的一个实施例的示意图；
[0018]图2为本实用新型的另一个实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0019]为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0020]除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的【技术领域】的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0021]如图I所示，本实用新型的一个实施例是，一种双向温控电路，其中，第一通用输入输出端口 GPI0-1连接第五三极管Q5的基极，第五三极管Q5的集电极连接第六三极管Q6的基极，还通过第一个第二电阻Rl连接电源输入端Vin ;电源输入端Vin还通过第二个第二电阻R2分别连接第六三极管Q6的集电极、第一 N沟道MOSFET管Ql的栅极、第二 P沟道MOSFET管Q2的栅极。
[0022]第一 N沟道MOSFET管Ql的漏极连接电源输出端VOUT-TEC ;例如，电源输出端VOUT-TEC输出到半导体致冷器。第二 P沟道MOSFET管Q2的漏极接地；第一 N沟道MOSFET管Ql的源极连接第二P沟道MOSFET管Q2的源极，用作正极输出，例如，用于连接半导体致冷器的正极TEC+ ;又如，第一 N沟道MOSFET管Ql的源极连接第二 P沟道MOSFET管Q2的源极后，还连接一个第三电阻，其用于连接半导体致冷器的正极TEC+ ;第五三极管Q5的发射极、第六三极管Q6的发射极接地。
[0023]第二通用输入输出端口 GPI0-2连接第七三极管Q7的基极，第七三极管Q7的集电极连接第八三极管Q8的基极，还通过第三个第二电阻R3连接电源输入端Vin ;电源输入端Vin还通过第四个第二电阻R4分别连接第八三极管Q8的集电极、第三P沟道MOSFET管Q3的栅极、第四N沟道MOSFET管Q4的栅极。
[0024]第三P沟道MOSFET管Q3的漏极接地；第四N沟道MOSFET管Q4的漏极连接电源输出端VOUT-TEC ;例如，电源输出端VOUT-TEC输出到半导体致冷器。第三P沟道MOSFET管Q3的源极连接第四N沟道MOSFET管Q4的源极，用作负极输出，例如，用于连接半导体致冷器的负极TEC-;又如，第三P沟道MOSFET管Q3的源极连接第四N沟道MOSFET管Q4的源极后，还连接一个第四电阻，其用于连接半导体致冷器的负极TEC-;第七三极管Q7的发射极、第八三极管Q8的发射极接地。
[0025]这样，利用GPI O-1 /GP10-2端口一高一低电平互换，可以顺利控制输出电流正反向供给TEC ;例如，当GPI0-1输出高电平，Q5导通、Q6截止，Ql导通、Q2截止；电流从VOUT-TEC流到TEC+ ；GP10-2输出低电平，Q7截止、Q8导通，Q3导通、Q4截止，电流从TEC-流到地；反之则输出电流方向互换。为了解决如何更好地实现第一通用输入输出端口与第二通用输入输出端口的高电平、低电平切换的技术问题，优选的，第一通用输入输出端口与第二通用输入输出端口之前还设置同步切换电路，用于在第一状态与第二状态之间切换，其中，所述第一状态为第一通用输入输出端口输出高电平、第二通用输入输出端口输出低电平，所述第二状态为第一通用输入输出端口输出低电平、第二通用输入输出端口输出高电平。例如，所述同步切换电路包括一个联动开关，其设置关联的两条线路，其一为连通所述第一状态的线路，另一为连通所述第二状态的线路。又如，所述同步切换电路包括一个切换开关。这样，可以实现方便地在第一状态与第二状态之间切换。优选的，所述同步切换电路包括一个电控开关。为了解决温度指示的技术问题，优选的，所述双向温控电路还设置一温度指示器，用于实时显示温度；又如，所述温度指示器设置LED显示设备，通过不同颜色的LED灯光显示温度，例如红光表示温度过高，绿光表示正常，蓝光表示温度过低等；这样，可以达到有效指示温度的技术效果。
[0026]为了解决如何优化电路设计的技术问题，如图2所示，本实用新型的又一个实施例是，一种双向温控电路，其中，第一通用输入输出端口 GPI0-1通过第一个第一电阻R5连接第五三极管Q5的基极，第二通用输入输出端口 GPI0-2通过第二个第一电阻R6连接第七三极管Q7的基极。这样，有助于实现第五三极管Q5的基极、第七三极管Q7的基极输入的整流分压。
[0027]为了解决如何优化电路设计的技术问题，优选的，第五三极管、第六三极管、第七三极管、第八三极管均为NPN型三极管。优选的，各NPN型三极管型号相同，例如，NPN型三极管的型号为3904。这样，结构简单，可替换性高，易于备货与维护。
[0028]为了解决如何更好地优化电路中的地线连接的技术问题，优选的，第五三极管的发射极与第六三极管的发射极共地连接。优选的，第七三极管的发射极与第八三极管的发射极共地连接。优选的，各三极管的发射极共地连接。这样，结构简单，易于生产。
[0029]为了解决如何更好地优化电路中的地线连接的技术问题，优选的，第二 P沟道MOSFET管的漏极与第三P沟道MOSFET管的漏极共地连接。优选的，各三极管的发射极、以及各P沟道MOSFET管的漏极共地连接。这样，结构简单，便于实现电路设计与生产制造。
[0030]优选的，第一电阻与第二电阻的阻值均为IkQ。优选的，第一电阻与第二电阻为贴片电阻。优选的，第一电阻的型号为0603，其功率为1/10W。优选的，第二电阻的型号为1206，其功率为1/4W。
[0031]优选的，P沟道MOSFET管的型号为Si7463，N沟道MOSFET管的型号为Si7884。
[0032]进一步地，本实用新型的实施例还包括，上述各实施例的各技术特征，相互组合形成的双向温控电路，例如通过利用MCU端口高低电平控制MOS管的导通、截止来完成电流正反向控制，MOS管即MOSFET管，从而实现简易式小型化、高效率的双向温控电路，可广泛应用于发热量大且对温度要求高的光学器件，例如半导体激光器等。
[0033]需要说明的是，本实用新型的说明书及其附图中给出了本实用新型的较佳的实施例，但是，本实用新型可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本实用新型内容的额外限制，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本实用新型说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种双向温控电路，其特征在于， 第一通用输入输出端口连接第五三极管的基极，第五三极管的集电极连接第六三极管的基极，还通过第一个第二电阻连接电源输入端； 电源输入端还通过第二个第二电阻分别连接第六三极管的集电极、第一 N沟道MOSFET管的栅极、第二 P沟道MOSFET管的栅极； 第一 N沟道MOSFET管的漏极连接电源输出端； 第二 P沟道MOSFET管的漏极接地； 第一 N沟道MOSFET管的源极连接第二 P沟道MOSFET管的源极，用作正极输出； 第五三极管的发射极、第六三极管的发射极接地； 第二通用输入输出端口连接第七三极管的基极，第七三极管的集电极连接第八三极管的基极，还通过第三个第二电阻连接电源输入端； 电源输入端还通过第四个第二电阻分别连接第八三极管的集电极、第三P沟道MOSFET管的栅极、第四N沟道MOSFET管的栅极； 第三P沟道MOSFET管的漏极接地； 第四N沟道MOSFET管的漏极连接电源输出端； 第三P沟道MOSFET管的源极连接第四N沟道MOSFET管的源极，用作负极输出； 第七三极管的发射极、第八三极管的发射极接地。
2.根据权利要求1所述双向温控电路，其特征在于，第五三极管、第六三极管、第七三极管、第八三极管均为NPN型三极管。
3.根据权利要求2所述双向温控电路，其特征在于，NPN型三极管的型号为3904。
4.根据权利要求1所述双向温控电路，其特征在于，第五三极管的发射极与第六三极管的发射极共地连接。
5.根据权利要求1所述双向温控电路，其特征在于，第七三极管的发射极与第八三极管的发射极共地连接。
6.根据权利要求1所述双向温控电路，其特征在于，第二P沟道MOSFET管的漏极与第三P沟道MOSFET管的漏极共地连接。
7.根据权利要求1所述双向温控电路，其特征在于，第一通用输入输出端口通过第一个第一电阻连接第五三极管的基极，第二通用输入输出端口通过第二个第一电阻连接第七三极管的基极。
8.根据权利要求7所述双向温控电路，其特征在于，第一电阻与第二电阻的阻值均为Ik Ω ο
9.根据权利要求8所述双向温控电路，其特征在于，第一电阻的型号为0603。
10.根据权利要求8所述双向温控电路，其特征在于，第二电阻的型号为1206。
【文档编号】G05D23/19GK204229263SQ201420758797
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月5日 优先权日:2014年12月5日
【发明者】李家超, 张大为, 陈彦民, 王玉鲁, 韩涛 申请人:深圳极光世纪科技有限公司