一种H桥上半导体制冷器实时电压检测电路的制作方法

一种h桥上半导体制冷器实时电压检测电路
技术领域
1.本发明涉及半导体制冷器控制技术领域，具体涉及一种h桥上半导体制冷器实时电压检测电路。


背景技术：

2.通常，在半导体制冷器控制过程中，需要知道半导体制冷器两端电压推算当前半导体制冷器工作的状态、性能等指标。半导体制冷器等效电阻会随着工作状态的改变而发生变化，因此通过测电流的方式推算电压存在较大误差；另外，由h桥控制原理可知，当半导体制冷器控制从加热切换到制冷或者从制冷切换到加热，半导体制冷器两端电压会换相，会使检测变得更加复杂。
3.在中国专利文献上公开的“一种半导体制冷片的在线监测电路和监测方法”，其公开号为cn109444605a，公开了一种半导体制冷片的在线监测电路和监测方法，包括半导体制冷片、开关元件、电压检测电路和控制器；但是其检测需要依靠控制器进行判断，检测过程较为复杂。


技术实现要素：

4.本发明解决了目前对于半导体制冷器的电压检测存在较大误差且检测复杂的问题，提出一种h桥上半导体制冷器实时电压检测电路，通过电阻分压的方式采集半导体制冷器的两端电压，利用电压分压采样模块将检测电压降低然后通过运算放大模块调整电压以供检测芯片进行电压测量；本发明的检测误差小，检测过程方便，检测电路所需成本低。
5.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种h桥上半导体制冷器实时电压检测电路，包括h桥驱动模块，所述h桥驱动模块通过mos晶体管选择模块连接有半导体制冷器，所述半导体制冷器的两端还连接有电压分压采样模块，所述电压分压采样模块连接有运算放大模块；所述mos晶体管选择模块的一端连接电源端，所述mos晶体管选择模块的另一端串联电流采样电阻后接地。
6.本发明中的检测电路能够直接检测半导体制冷器两端的电压，无需通过检测电流换算得到，能够减小检测误差；本发明中的h桥驱动模块为现有技术，在此不再赘述；在h桥驱动模块的作用下，mos晶体管选择模块能够打开相应的mos晶体管，并与半导体制冷器组成相应的回路；电压分压采样模块能够起到分压稳压的作用，运算放大模块用于调整采集得到的电压。
7.作为优选，所述mos晶体管选择模块包括第一mos晶体管q1，所述第一mos晶体管q1的漏极与电源端连接，所述第一mos晶体管q1的源极分别连接半导体制冷器和第三mos晶体管q3的漏极，所述第三mos晶体管q3的源极分别连接第四mos晶体管q4的源极和第七电阻r7，所述第四mos晶体管q4的漏极分别连接第二mos晶体管q2的源极和半导体制冷器，所述第二mos晶体管q2的漏极连接电源端。
8.本发明的mos晶体管选择模块中，总共设置有四个mos晶体管，其中，第一mos晶体
管q1和第四mos晶体管q4同时打开和关闭，而第二mos晶体管q2和第三mos晶体管q3同时打开和关闭。
9.作为优选，所述电压分压采样模块包括相互并联且阻值相同的第一电阻r1和第三电阻r3，所述第一电阻r1和第三电阻r3的一端连接半导体制冷器，所述第一电阻r1和第三电阻r3的另一端连接第二电阻r2的一端，所述第二电阻r2的另一端分别连接第四电阻r4和运算放大模块，所述第四电阻r4并联有第一电容c1，所述第四电阻r4的另一端接地。
10.本发明中，第一电阻r1和第三电阻r3的阻值相同，第一电阻r1的两端电压和第三电阻r3的两端电压与半导体制冷器的电压相同，故第一电阻r1和第三电阻r3连接点电压为半导体制冷器的电压的一半，无论半导体制冷器的电压如何变化，第一电阻r1和第三电阻r3连接点对地电压始终为正，不需要分开检测两个方向上的电压，减少了检测通路。
11.作为优选，所述运算放大模块包括运算放大器，所述运算放大器的同相输入端连接运算放大模块，所述运算放大器的反相输入端分别连接第五电阻r5和第六电阻r6，所述第六电阻r6接地，所述第五电阻r5的另一端连接运算放大器的输出端。
12.本发明中，运算放大器能够调整采集到的电压，其输出端能够进行电压的测量。
13.作为优选，所述运算放大器的输出端为电压测量端，所述mos晶体管选择模块连接有第七电阻r7，所述mos晶体管选择模块和第七电阻r7之间设有电流测量端。
14.本发明中，在电压测量端通过检测芯片进行电压的测量，无需在检测电流情况下进行转换，提高测量准确度。
15.作为优选，所述mos晶体管选择模块通过四个mos晶体管的栅极与h桥驱动模块连接。
16.本发明中，h桥驱动模块输出电压，并通过mos晶体管的栅极来控制mos晶体管的导通情况。
17.作为优选，所述运算放大器还分别连接有vcc端和vss端。
18.本发明中，运算放大器能够调整采集到的电压。
19.本发明具有如下的有益效果：1、本发明涉及的一种h桥上半导体制冷器实时电压检测电路，通过电阻分压的方式采集半导体制冷器的两端电压，利用电压分压采样模块将检测电压降低然后通过运算放大模块调整电压以供检测芯片进行电压测量；2、本发明的检测误差小，检测过程方便，检测电路所需成本低。
附图说明
20.图1是本发明实施例一种h桥上半导体制冷器实时电压检测电路的电路原理图。
具体实施方式
21.为使本发明的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅是本发明的一种最佳实施例，仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.实施例：
本实施例提出一种h桥上半导体制冷器实时电压检测电路，参考图1，包括h桥驱动模块、mos晶体管选择模块、电压分压采样模块和运算放大模块，其中，h桥驱动模块通过mos晶体管选择模块与半导体制冷器连接，半导体制冷器的两端还与电压分压采样模块连接，电压分压采样模块与运算放大模块连接，mos晶体管选择模块的一端连接电源端，mos晶体管选择模块的另一端串联电流采样电阻后接地；本实施例中，h桥驱动模块采用的是现有技术，在此不再赘述其工作原理，具体的第七电阻r7为本实施例中的电流采样电阻。
23.具体的，继续参考图1，对于mosmos晶体管选择模块，其包括第一mos晶体管q1，第一mos晶体管q1的漏极与电源端连接，第一mos晶体管q1的源极分别连接半导体制冷器和第三mos晶体管q3的漏极，第三mos晶体管q3的源极分别连接第四mos晶体管q4的源极和第七电阻r7，第四mos晶体管q4的漏极分别连接第二mos晶体管q2的源极和半导体制冷器，第二mos晶体管q2的漏极连接电源端。本实施例中，第一mos晶体管q1和第四mos晶体管q4同时开启，第二mos晶体管q2和第三mos晶体管q3同时开启，保证半导体制冷器在不同电流方向情况下的检测。
24.对于本发明的电压分压采样模块，其包括相互并联且阻值相同的第一电阻r1和第三电阻r3，第一电阻r1和第三电阻r3的一端连接半导体制冷器，第一电阻r1和第三电阻r3的另一端连接第二电阻r2的一端，第二电阻r2的另一端分别连接第四电阻r4和运算放大模块，第四电阻r4并联有第一电容c1，第四电阻r4的另一端接地。本实施例中，第一电阻r1和第三电阻r3的阻值相同，故其两端电压均与半导体制冷器两端电压相同，第一电阻r1和第三电阻r3连接点处的电压为半导体制冷器两端电压的一半。
25.对于本发明中的运算放大模块，其包括运算放大器，运算放大器的同相输入端连接运算放大模块，运算放大器的反相输入端分别连接第五电阻r5和第六电阻r6，第六电阻r6接地，第五电阻r5的另一端连接运算放大器的输出端。此外，运算放大器还分别连接有vcc端和vss端。本实施例中，运算放大模块中的运算放大器能够进行电压的调整；在本发明中，运算放大器的输出端为电压测量端，mos晶体管选择模块连接有第七电阻r7，mos晶体管选择模块和第七电阻r7之间设有电流测量端；在电压测量端能够测量出半导体制冷器的电压；在电流测量端能够测量出导体制冷器的电流；运算放大器具体为op07。
26.此外，mos晶体管选择模块中，其通过四个mos晶体管的栅极与h桥驱动模块连接，保证与h桥驱动模块的连接，通过h桥驱动模块来控制相应mos晶体管的开启和关闭。
27.本实施例中的检测电路能够直接检测半导体制冷器两端的电压，无需通过检测电流换算得到，能够减小检测误差；本发明中的h桥驱动模块为现有技术，在此不再赘述；在h桥驱动模块的作用下，mos晶体管选择模块能够打开相应的mos晶体管，并与半导体制冷器组成相应的回路；电压分压采样模块能够起到分压稳压的作用，运算放大模块用于调整采集得到的电压。
28.本实施例的mos晶体管选择模块中，总共设置有四个mos晶体管，其中，第一mos晶体管q1和第四mos晶体管q4同时打开和关闭，而第二mos晶体管q2和第三mos晶体管q3同时打开和关闭。
29.本实施例中，第一电阻r1和第三电阻r3的阻值相同，第一电阻r1的两端电压和第三电阻r3的两端电压与半导体制冷器的电压相同，故第一电阻r1和第三电阻r3连接点电压为半导体制冷器的电压的一半，无论半导体制冷器的电压如何变化，第一电阻r1和第三电
阻r3连接点对地电压始终为正，不需要分开检测两个方向上的电压，减少了检测通路。在通过第一电阻r1和第三电阻r3的分压后，又通过第二电压r2和第四电阻r4分压稳压得到合适的电压值，以供运算放大器进行处理；其中，第二电压r2和第四电阻r4的阻值远远大于第一电阻r1和第三电阻r3的阻值。
30.本实施例中，运算放大器能够调整采集到的电压，其输出端能够进行电压的测量。
31.本实施例中，在电压测量端通过检测芯片进行电压的测量，无需在检测电流情况下进行转换，提高测量准确度。
32.本实施例中，h桥驱动模块输出电压，并通过mos晶体管的栅极来控制mos晶体管的导通情况。
33.对于本实施例的具体工作原理，在此进行详细说明：参考图1，当h桥驱动模块控制第一mos晶体管q1和第四mos晶体管q4开启，第二mos晶体管q2和第三mos晶体管q3关闭时，通过半导体制冷器的电流为从左向右，由于第一电阻r1和第三电阻r3并联在半导体制冷器上，且第二电压r2和第四电阻r4的阻值远远大于第三电阻r3的阻值，故第一电阻r1和第三电阻r3连接点的电压为半导体制冷器两端电压的一半；同理，当h桥驱动模块控制第一mos晶体管q1和第四mos晶体管q4关闭，第二mos晶体管q2和第三mos晶体管q3开启时，通过半导体制冷器的电流为从右向左，由于第一电阻r1和第三电阻r3并联在半导体制冷器上，且第二电压r2和第四电阻r4的阻值远远大于第一电阻r1的阻值，故第一电阻r1和第三电阻r3连接点的电压为半导体制冷器两端电压的一半。故半导体制冷器无论是正向驱动还是反向驱动，运算放大模块中的运算放大器检测到的电压始终为半导体制冷器两端电压的一半，由此推算出半导体制冷器两端的实际电压。
34.本实施例有如下的有益效果：1、本实施例涉及的一种h桥上半导体制冷器实时电压检测电路，通过电阻分压的方式采集半导体制冷器的两端电压，利用电压分压采样模块将检测电压降低然后通过运算放大模块调整电压以供检测芯片进行电压测量；2、本实施例通过一个通路来检测半导体制冷器两端的电压，检测过程方便；3、本实施例的检测装置的采集部分均有电阻完成检测电路所需成本低；4、本实施例能够直接检测半导体制冷器两端电压，无需通过电流换算，减小检测误差。

技术特征：
1.一种h桥上半导体制冷器实时电压检测电路，其特征在于，包括h桥驱动模块，所述h桥驱动模块通过mos晶体管选择模块连接有半导体制冷器，所述半导体制冷器的两端还连接有电压分压采样模块，所述电压分压采样模块连接有运算放大模块；所述mos晶体管选择模块的一端连接电源端，所述mos晶体管选择模块的另一端串联电流采样电阻后接地。2.根据权利要求1所述的一种h桥上半导体制冷器实时电压检测电路，其特征在于，所述mos晶体管选择模块包括第一mos晶体管q1，所述第一mos晶体管q1的漏极与电源端连接，所述第一mos晶体管q1的源极分别连接半导体制冷器和第三mos晶体管q3的漏极，所述第三mos晶体管q3的源极分别连接第四mos晶体管q4的源极和第七电阻r7，所述第四mos晶体管q4的漏极分别连接第二mos晶体管q2的源极和半导体制冷器，所述第二mos晶体管q2的漏极连接电源端。3.根据权利要求1或2所述的一种h桥上半导体制冷器实时电压检测电路，其特征在于，所述电压分压采样模块包括相互并联且阻值相同的第一电阻r1和第三电阻r3，所述第一电阻r1和第三电阻r3的一端连接半导体制冷器，所述第一电阻r1和第三电阻r3的另一端连接第二电阻r2的一端，所述第二电阻r2的另一端分别连接第四电阻r4和运算放大模块，所述第四电阻r4并联有第一电容c1，所述第四电阻r4的另一端接地。4.根据权利要求3所述的一种h桥上半导体制冷器实时电压检测电路，其特征在于，所述运算放大模块包括运算放大器，所述运算放大器的同相输入端连接运算放大模块，所述运算放大器的反相输入端分别连接第五电阻r5和第六电阻r6，所述第六电阻r6接地，所述第五电阻r5的另一端连接运算放大器的输出端。5.根据权利要求4所述的一种h桥上半导体制冷器实时电压检测电路，其特征在于，所述运算放大器的输出端为电压测量端，所述mos晶体管选择模块连接有第七电阻r7，所述mos晶体管选择模块和第七电阻r7之间设有电流测量端。6.根据权利要求2所述的一种h桥上半导体制冷器实时电压检测电路，其特征在于，所述mos晶体管选择模块通过四个mos晶体管的栅极与h桥驱动模块连接。7.根据权利要求4或5所述的一种h桥上半导体制冷器实时电压检测电路，其特征在于，所述运算放大器还分别连接有vcc端和vss端。

技术总结
本发明公开一种H桥上半导体制冷器实时电压检测电路，涉及半导体制冷器控制技术领域，旨在解决目前对于半导体制冷器的电压检测存在较大误差且检测复杂的问题，包括H桥驱动模块，H桥驱动模块通过MOS晶体管选择模块连接有半导体制冷器，半导体制冷器的两端还连接有电压分压采样模块，电压分压采样模块连接有运算放大模块；MOS晶体管选择模块的一端连接电源端，MOS晶体管选择模块的另一端串联电流采样电阻后接地。通过电阻分压的方式采集半导体制冷器的两端电压，利用电压分压采样模块将检测电压降低然后通过运算放大模块调整电压以供检测芯片进行电压测量；本发明的检测误差小，检测过程方便，检测电路所需成本低。检测电路所需成本低。检测电路所需成本低。


技术研发人员：徐灵江 王桥刚 阮炜
受保护的技术使用者：浙江先导热电科技股份有限公司
技术研发日：2023.05.30
技术公布日：2023/9/23