用TEC塞贝克电压采样实现精密的温度控制

　TEC（热电制冷器）温度控制系统一般稳定性有限。受限原因是系统的热特性，而不是控制电路的性能问题。真实世界的热控制系统会在TEC、热负荷（恒温的对象）、温度传感器（如热敏电阻）和环境温度之间的热传导路径内产生非零热阻。

　　如果这些阻抗的比率不均衡，即使完美恒定的传感器温度也不能相等于充分稳定的负载温度。图1中的电路提供了一种热电设计，它直接测量通过TEC的热通量，然后用测量结果更好地估算并去除热阻效应。其工作原理是，每个TEC产生的总电压是两个成分之和：一个与驱动电流成正比的电阻成分，还有一个是与TEC上温度差（及热通量）成正比的塞贝克电压VS。
不过在这个电路中，驱动电路大约每100 ?s会切换到零，因为多谐振荡器S2/S3生成的是非对称的采样脉冲波形。每个采样脉冲关闭5V晶体管Q1，它隔离塞贝克电压，使采样通过S1，由存储电容C1保持之。采样脉冲的占空因数（由R1与R2的比率设定）不到10%，以避免大大降低电路的TEC驱动能力。

　　将获得的塞贝克信号加到R3/R4/R5可调桥式电路上，根据经验同时确定极性和幅度的反馈比率，以提供最佳的稳定性。通过对桥做适当调整，可以在宽范围的环境温度下作近乎完美的梯度消除。图1中的TEC控制电路来自以前的一个设计实例，因为它使塞贝克采样更容易（参考文献1）。不过，也可以将塞贝克采样用于几乎任何TEC驱动结构上。图1中的电路可以进一步改进，方法是对R3/R4/R5桥采用非易失的可在线编程电阻，自动地优化梯度消除。一个有吸引力的选择是来自Microbridge Technologies公司的Rejustor系列单片电阻。