熱電制冷攝像機(jī)配套電源的研究

這里,溫度定值器由恒流源和精密電阻組成,是一個(gè)穩(wěn)定的直流信號(hào)源,能比較精確地給出支流毫伏信號(hào);μＶ放大器采用高性能集成電路,工作穩(wěn)定,共模塊抑制能力強(qiáng),PID控制器的參數(shù)連續(xù)可調(diào),而且還增加了智能補(bǔ)償環(huán)節(jié);溫度傳感器采用文獻(xiàn)[5]介紹的電路,利用集成溫度傳感器AD590對(duì)熱電偶的自由端進(jìn)行補(bǔ)償,既可以提高測(cè)量溫度的范圍,又能利用熱電偶降低測(cè)量的成本,同時(shí)也避免了直接用熱電偶測(cè)量溫度需要的補(bǔ)償裝置;溫度顯示器由三位半的液晶屏及驅(qū)動(dòng)電路組成,通過開關(guān)轉(zhuǎn)換,分時(shí)顯示設(shè)定溫度和實(shí)際溫度。

不難看出,恒溫控制的目標(biāo)是設(shè)定溫度,控制的對(duì)象則是給熱電制冷器供電電源的輸出功率。由于控制對(duì)象和傳感器響應(yīng)的延時(shí)、被控參數(shù)的超高和波動(dòng)在所難免,為保證電源的輸出功率在調(diào)節(jié)的過程中,熱電制冷器兩端電壓的脈沖系數(shù)在許可的范圍內(nèi),盡量減速少溫度及電源電壓的超調(diào)是提高恒 控制器品持的關(guān)鍵。為此,給PID控制器增加了智能比例、積分補(bǔ)償環(huán)節(jié)（電路略）。當(dāng)溫差較大時(shí),控制器有較大的比例放大倍數(shù)、較小的積時(shí)間常數(shù),比例、積分作用強(qiáng),能較快地縮小溫左;反之,啟動(dòng)補(bǔ)償電路,削弱控制器的比例和積分作用,從而有效在減速少被控參數(shù)的超調(diào)波動(dòng)。通過仔細(xì)調(diào)整P、I、D參數(shù)和補(bǔ)償電路和參數(shù)以及啟動(dòng)補(bǔ)償電路的參考電壓,可保證控制溫度的精度達(dá)0.1℃。圖3是增是加智能補(bǔ)償環(huán)節(jié)前后溫度變化的對(duì)比曲線。很明顯,采取智能補(bǔ)償之后、控制器的品質(zhì)大為改善。這種控制方法不僅成本低、實(shí)現(xiàn)容易,而且直觀、形象地再現(xiàn)人們根據(jù) 況的變化,不斷調(diào)整控制策略的智能活動(dòng)過程。

3 結(jié)論

（1）根據(jù)熱電制冷攝像機(jī)對(duì)配套電源的特殊要求,采用優(yōu)化思想,分別從電源結(jié)構(gòu)、電路結(jié)構(gòu)和恒溫控制的設(shè)計(jì)入手,采取相應(yīng)措施減速少體積、提高電路性能,制作了一體化電源。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明;該電源結(jié)構(gòu)合理,體積小,功能齊全,性能可靠。

（2）雖然該電濤是為熱電源制冷攝像機(jī)設(shè)計(jì)的,但是也可以作為類似設(shè)備的供電電源。而且,電路設(shè)計(jì)中的小型化思想和恒溫控制器中的智能化補(bǔ)償?shù)姆椒ㄒ簿哂衅毡橐饬x。