一种温度控制装置以及温度控制系统

本申请涉及温度控制领域，尤其涉及一种温度控制装置以及温度控制系统。

背景技术：

1、温度是影响芯片性能和寿命的重要因素之一，过高的温度会导致芯片电性能下降、可靠性降低甚至出现故障，过低的温度也可能影响芯片的正常运行。因此，将芯片的温度稳定在一个合适的范围内非常重要。

2、目前，研究人员通常通过放大器和场效应管实现对目标芯片的温度控制。

3、然而，放大器和场效应管是温度敏感型器件，受环境温度影响较大。当环境温度发生变化时，放大器和场效应管的性能和特性也会发生变化，导致整个控制电路的稳定性受到影响，对目标芯片的温度控制效果差。

技术实现思路

1、本申请提供一种温度控制装置以及温度控制系统，用以解决温度变化对目标芯片工作性能和稳定性的造成影响的问题。

2、第一方面，本申请提供一种温度控制装置，包括：

3、tec制冷片，与目标芯片连接，用于对目标芯片进行制冷；

4、温度控制电路模块，温度控制电路模块包括误差放大器模块、pid控制器模块、以及电流监控模块，其中，

5、误差放大器模块与温度传感器电性连接，用于对温度传感器的温度信息进行转换处理，得到电压信号，并根据电压信号、以及对目标芯片的温度要求，确定误差信号；

6、pid控制器模块分别与误差放大器模块和电流监控模块电性连接，用于对接收到的误差信号进行转换处理，得到初始控制信号，并对初始控制信号进行降噪处理，得到目标控制信号；

7、电流监控模块与tec制冷片电性连接，用于接收目标控制信号，并根据目标控制信号，生成脉冲信号，脉冲信号用于调节tec制冷片中的电流的大小和方向。

8、在本申请实施例中，误差放大器模块包括：

9、分压电路单元，与温度传感器电性连接，用于根据温度传感器的温度信息和目标温度电阻的温度信息，得到电压信息；

10、误差放大电路单元，与分压电路单元电性连接，用于将接收到的电压信息转换为误差信号，并将误差信号传递至pid控制器模块。

11、在本申请实施例中，pid控制器模块包括：比例器单元，与误差放大器模块电性连接，用于对误差信号进行比例控制处理，得到比例控制信号分量；

12、积分器单元，与误差放大器模块电性连接，用于对误差信号进行积分运算处理，得到积分控制信号分量；

13、微分器单元，与误差放大器模块电性连接，用于根据误差信号的变化率，对误差信号进行微分运算处理，得到微分控制信号分量；

14、求和单元，求和单元的输入端并联于比例器单元的输出端、积分器单元的输出端和微分器单元的输出端，求和单元的输出端与电流监控模块电性连接，用于接收比例控制信号分量、积分控制信号分量以及微分控制信号分量，并对比例控制信号分量、积分控制信号分量以及微分控制信号分量进行求和处理，得到目标控制信号。

15、在本申请实施例中，比例器单元包括第一电阻、第二电阻以及第一放大器，第一电阻与第一放大器的负输入端电性连接；第二电阻的一端与第一放大器的负输出端电性连接，另一端与第一放大器的输出端电性连接；

16、积分器单元包括第一电阻、第一电容以及第一放大器，第一电容与第二电阻串联，第一电容的一端与第一放大器的输出端电性连接，另一端与第二电阻电性连接；

17、微分器单元包括第二电阻、第二电容以及第一放大器，第二电容与第一电阻并联。

18、在本申请实施例中，pid控制器模块包括第三电阻和第三电容：

19、第三电阻的一端与第二电容串联，另一端与分压电路单元的输出端电性连接；

20、第三电容的一端与第一放大器的负输出端电性连接，另一端与第一放大器的输出端电性连接。

21、在本申请实施例中，电流监控模块包括：第一推挽电路单元、第二推挽电路单元和监测电阻，其中，

22、第一推挽电路单元的一端与pid控制器模块电性连接，第一推挽电路单元的另一端通过监测电阻与所述tec制冷片电性连接，第一推挽电路单元用于根据所述目标控制信号生成第一脉冲信号；

23、第二推挽电路单元的一端与pid控制器模块电性连接，第一推挽电路单元的另一端与tec制冷片电性连接，第二推挽电路单元用于根据目标控制信号生成第二脉冲信号；

24、其中，第一脉冲信号和第二脉冲信号用于控制电流的流向和大小。

25、在本申请实施例中，装置还包括温度预警模块：

26、温度预警模块与误差放大器模块电性连接，用于根据误差放大器模块的误差信号，生成温度控制系统的预警信号。

27、在本申请实施例中，装置还包括温度控制室，温度控制室包括光窗和散热组件，其中，

28、散热组件设于温度控制室内，温度传感器、目标芯片和tec制冷片安装于散热组件上；

29、光窗开设于温度控制室，并与散热组件上的温度传感器和目标芯片相对设置。

30、在本申请实施例中，tec制冷片包括热端，tec制冷片的热端与目标芯片读出电路嵌入式连接。

31、第二方面，本申请提供一种温度控制系统，系统包括上述任一项温度控制装置。

32、本申请提供的一种温度控制装置以及温度控制系统，通过温度控制电路模块和目标温度与实际温度之间的差异，得到目标控制信号，并根据目标控制信号生成脉冲信号，调节tec制冷片中的电流的大小和方向，实现对目标芯片的瞬态温度调控，提高了对目标芯片的温度控制效果，降低了温度对目标芯片工作性能和稳定性的影响。

技术特征：

1.一种温度控制装置，其特征在于，所述装置包括：

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述误差放大器模块包括：

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述pid控制器模块包括：

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述比例器单元包括第一电阻、第二电阻以及第一放大器，所述第一电阻与所述第一放大器的负输入端电性连接；所述第二电阻的一端与所述第一放大器的负输出端电性连接，另一端与所述第一放大器的输出端电性连接；

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述pid控制器模块包括第三电阻和第三电容：

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电流监控模块包括：第一推挽电路单元、第二推挽电路单元和监测电阻，其中，

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括温度预警模块：

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括温度控制室，所述温度控制室包括光窗和散热组件，其中，

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述tec制冷片包括热端，所述tec制冷片的热端与目标芯片读出电路嵌入式连接。

10.一种温度控制系统，其特征在于，所述系统包括上述权利要求1至9任一项所述温度控制装置。

技术总结本申请提供一种温度控制装置以及温度控制系统。该装置包括：TEC制冷片，与目标芯片连接，用于对目标芯片进行制冷；温度控制电路模块，温度控制电路模块包括误差放大器模块、PID控制器模块、以及电流监控模块，其中，误差放大器模块用于对温度传感器的温度信息进行转换处理，得到电压信号，并根据电压信号、以及对目标芯片的温度要求，确定误差信号；PID控制器模块用于对接收到的误差信号进行转换处理，得到初始控制信号，并对初始控制信号进行降噪处理，得到目标控制信号；电流监控模块用于调节TEC制冷片中的电流的大小和方向。本申请通过对目标芯片的瞬态温度调控，从而稳定控制目标芯片的温度，降低了温度对目标芯片工作性能和稳定性的影响。技术研发人员：李凯凯,胡安琪,郭霞,刘巧莉,李少斌,张世凤,任艳玲受保护的技术使用者：北京邮电大学技术研发日：技术公布日：2024/7/4