專利名稱：一種半導(dǎo)體探測(cè)器制冷電源控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電源電路控制領(lǐng)域，具體的講是一種半導(dǎo)體探測(cè)器制冷電源 控制電路。
背景技術(shù)：
常用的半導(dǎo)體探測(cè)器包括Si—Pin光電二極管探測(cè)器，硅漂移探測(cè)器 SDD、鋰漂移硅探測(cè)器Si (Li)等，現(xiàn)有探測(cè)器中往往要求探測(cè)器在一個(gè)恒定 的低溫下進(jìn)行工作，譬如一2(TC，這就需要對(duì)制冷裝置進(jìn)行精確控制來(lái)保證 其制冷溫度， 一般采用控制制冷電源來(lái)控制制冷溫度，現(xiàn)有技術(shù)中，制冷電 源是通過(guò)三端穩(wěn)壓器組成的電源控制電路來(lái)調(diào)節(jié)的，如圖1所示，根據(jù)Si—Pin 探頭的溫度反饋通過(guò)三端穩(wěn)壓器組成的電源控制電路來(lái)調(diào)節(jié)制冷電壓，三端 穩(wěn)壓器組成的電源控制電路圖請(qǐng)參見(jiàn)圖2，其詳細(xì)的電路圖請(qǐng)參見(jiàn)圖3，三端 穩(wěn)壓器組成的電源控制電路工作原理為電源+5V通過(guò)電阻R40和R45給探測(cè) 器里的溫度傳感器提供160u A的電流，溫度傳感器的信號(hào)通過(guò)R51進(jìn)入由 U3A、 R58、 R59組成的同相放大電路；放大后的信號(hào)與設(shè)定電壓(由R39設(shè)定 為-2.583V) —起通過(guò)由U3B、 R44、 R43、 R49組成的反相加法電路，得到溫度 監(jiān)控電壓信號(hào)；溫度監(jiān)控電壓信號(hào)再與溫度設(shè)定電壓(由R52、 R57、 R65設(shè) 定)一起通過(guò)由U3D、R48、R54、R60、R64組成的差分放大電路，得到由C33、VR1、 C34等組成的三端穩(wěn)壓電路的調(diào)節(jié)電壓信號(hào)，從而控制三端穩(wěn)壓器輸出合適的 制冷電壓給探測(cè)器。
上述電路中，需要設(shè)定2處電壓值，分別是R39設(shè)定電壓為-2.583V及由 R52、 R57、 R65設(shè)定的電壓，導(dǎo)致電路極為復(fù)雜；同時(shí)在正常情況下，探測(cè)器 的制冷電壓為2.2V，那么5v電源的利用率為2.2V/5V-44。/。，這樣的利用率是非常低的；再由于反饋控制回路滯后的原因，在上電瞬間，制冷電壓的輸出會(huì) 有一個(gè)幅值高達(dá)5V的脈沖，對(duì)各元器件會(huì)造成一定損害。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是通過(guò)將DC/DC轉(zhuǎn)換電路應(yīng)用到探測(cè)器的制冷電路中，替 代原有的三端穩(wěn)壓器，控制方便而且電源的利用效率高。 為了達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案-
一種半導(dǎo)體探測(cè)器制冷電源控制電路，包括一向探測(cè)器中的溫度傳感器 提供電流的電源輸出端，所述設(shè)置在探測(cè)器中的溫度傳感器的信號(hào)通過(guò)同相 放大電路，放大后的信號(hào)經(jīng)過(guò)分壓電路分壓后進(jìn)入一 DC/DC轉(zhuǎn)換電路的反饋 電壓輸入端，對(duì)制冷電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。
進(jìn)一步地，所述DC/DC轉(zhuǎn)換電路包括一控制芯片，所述芯片的第一腳第 三腳等電勢(shì)，第二腳通過(guò)一電感連接到12伏電源上，第四腳通過(guò)一二極管連 接到分壓電路上，第五腳連接到一緩啟動(dòng)電路，第六腳與一過(guò)壓保護(hù)電路連 接，第七、八腳串接兩濾波電感后與輸出電壓端相連。
進(jìn)一步地，所述過(guò)壓保護(hù)電路包括第二三極管，第八電容，第九、第十 電阻，所述第二三極管基極分別與第八電容、第九、第十電阻相連接，發(fā)射 極與第八電容及第十電阻的另一端相連，集電極與控制芯片的第六腳相連， 當(dāng)制冷電壓高于一定值時(shí)，第二三極管導(dǎo)通，拉低控制芯片的第六腳電壓從 而關(guān)斷DC/DC轉(zhuǎn)換電路。
進(jìn)一步地，所述控制芯片的第四腳通過(guò)一二極管與由第十一電阻、第十 二電阻組成的限壓電路連接，用于將探測(cè)器上電瞬間制冷電壓限制在一定值。
進(jìn)一步地，所述分壓電路由第四電阻、第十九電阻、第五電阻、第二十 電阻、第六電阻組成，第四電阻與同相放大電路連接，第十九電阻通過(guò)一二 極管連接到控制芯片的第四腳。
進(jìn)一步地，所述緩啟動(dòng)電路包括一串聯(lián)的第七電阻及第七電容，第七電
5容與控制芯片的第一腳、第三腳相連。
進(jìn)一步地，所述DC/DC轉(zhuǎn)換電路還與一限壓電路連接，所述限壓電路包 括第十一、十二電阻，所述DC/DC轉(zhuǎn)換電路的控制芯片的第七、第八腳通過(guò) 一電感與限壓電路的第十一電阻相連。
本發(fā)明的技術(shù)效果在于探測(cè)器的制冷可以分成快速制冷和反饋制冷兩 種工作方式，在剛啟動(dòng)制冷設(shè)備時(shí)，由于溫度離設(shè)定溫度很大，所以進(jìn)行快 速制冷，在環(huán)境溫度與要求溫度極為接近時(shí)就需要采用反饋制冷，來(lái)精確的 達(dá)到制冷溫度。使用DC/DC轉(zhuǎn)換電路利用探頭的溫度反饋來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓的 幅度，能更準(zhǔn)確快速地達(dá)到制冷的要求。分壓電路的分壓作用能夠準(zhǔn)確地設(shè) 定所需的溫度值而不再需要像現(xiàn)有技術(shù)那樣進(jìn)行兩處電壓值設(shè)定從而影響控 制的精度與制冷的效果；而且DC/DC轉(zhuǎn)換電路的效率高達(dá)90。/。，對(duì)電源的利 用率極高；同時(shí)本電路中改變R7和C7的參數(shù)能夠設(shè)定合適的制冷電壓的上 升斜率，平穩(wěn)地從OV上升到所需制冷電壓，而不會(huì)產(chǎn)生任何過(guò)沖電壓。
另外，在控制芯片的使能端設(shè)計(jì)了過(guò)壓保護(hù)電路，能在電路出現(xiàn)異常情 況時(shí)，及時(shí)對(duì)探頭保護(hù)，即使在保護(hù)電路出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候電路也只會(huì)工作在 快速制冷的方式下，不會(huì)對(duì)探頭產(chǎn)生損壞，起到了雙重保護(hù)的作用。


圖l為半導(dǎo)體探測(cè)器的基本工作原理示意圖； 圖2為現(xiàn)有技術(shù)中制冷電源控制電路簡(jiǎn)圖； 圖3為現(xiàn)有技術(shù)中制冷電源控制電路圖； 圖4為本發(fā)明制冷電源控制電路簡(jiǎn)圖； 圖5為本發(fā)明制冷電源控制電路具體實(shí)施方式
現(xiàn)結(jié)合

及具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明
如圖4所示為本發(fā)明制冷電源控制電路簡(jiǎn)圖，設(shè)置在探測(cè)器中的溫度傳 感器的信號(hào)通過(guò)同相放大電路，放大后的信號(hào)經(jīng)過(guò)分壓電路分壓后進(jìn)入一
DC/DC轉(zhuǎn)換電路的反饋電壓輸入端，對(duì)制冷電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。通過(guò)使用DC/DC 變換電路來(lái)代替三端穩(wěn)壓電路從而利用探測(cè)器里的溫度傳感器信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)輸 出電壓的幅度，控制方便，效率高，同時(shí)可通過(guò)改變COMP端參數(shù)來(lái)設(shè)置上 電緩沖時(shí)間。其具體電路參見(jiàn)圖5，該電路的工作原理為電源+5V通過(guò)電阻 R1給探測(cè)器里的溫度傳感器提供160uA的電流，溫度傳感器的信號(hào)通過(guò)由 U6A、 R2、 R3、 C2組成的同相放大電路；放大后的信號(hào)經(jīng)過(guò)R4、 R5、 R6、 R19、R20、 C3、 C4組成的分壓電路的分壓，再通過(guò)二極管D1進(jìn)入DC/DC轉(zhuǎn)換電路控制 芯片U1的反饋電壓輸入端，對(duì)制冷電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。DC/DC轉(zhuǎn)換電路由L2、 C5、 C6、 U1、 L3、 C9、 C10組成，電源控制芯片U1型號(hào)為AOZ10104，是alpha 半導(dǎo)體公司的產(chǎn)品。芯片的第1腳第3腳等電勢(shì)，第2腳通過(guò)一電感L2連接 到12伏電源上，第4腳通過(guò)一二極管D1連接到分壓電路上，第5腳與第七電 阻R7、第七電容C7串接，第6腳與一過(guò)壓保護(hù)電路連接，第7、 8腳串接兩 濾波電感L3、 L5后與輸出電壓TC+相連。
R11和R12組成的限壓電路的作用是在探測(cè)器上電瞬間限制制冷電壓在 2.4V， R9、 R10、 C8和Q2構(gòu)成過(guò)壓保護(hù)電路，在制冷電壓超過(guò)3.4V時(shí)，Q2導(dǎo) 通,拉低芯片U1的EN電壓(即第6腳電壓)而關(guān)斷DC/DC轉(zhuǎn)換電路。
上述電路中，R4、 R5、 R6、 R19、 R20組成的分壓電路能夠準(zhǔn)確地設(shè)定所 需的溫度值；DC/DC轉(zhuǎn)換電路的效率高達(dá)90%;改變R7和C7的參數(shù)能夠設(shè)定 合適的制冷電壓的上升斜率，平穩(wěn)地從OV上升到所需制冷電壓，不會(huì)產(chǎn)生任 何過(guò)沖電壓。
權(quán)利要求
1、一種半導(dǎo)體探測(cè)器制冷電源控制電路，包括一向探測(cè)器中的溫度傳感器提供電流的電源輸出端，其特征在于所述設(shè)置在探測(cè)器中的溫度傳感器的信號(hào)通過(guò)同相放大電路，放大后的信號(hào)經(jīng)過(guò)分壓電路分壓后進(jìn)入一DC/DC轉(zhuǎn)換電路的反饋電壓輸入端，對(duì)制冷電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體探測(cè)器制冷電源控制電路，其特征在于-所述DC/DC轉(zhuǎn)換電路包括一控制芯片，所述芯片的第一腳第三腳等電勢(shì)， 第二腳通過(guò)一電感連接到12伏電源上，第四腳通過(guò)一二極管連接到分壓 電路上，第五腳連接到一緩啟動(dòng)電路，第六腳與一過(guò)壓保護(hù)電路連接， 第七、八腳串接兩濾波電感后與輸出電壓端相連。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體探測(cè)器制冷電源控制電路，其特征在于 所述過(guò)壓保護(hù)電路包括第二三極管，第八電容，第九、第十電阻，所述第 二三極管基極分別與第八電容、第九、第十電阻相連接，發(fā)射極與第八電 容及第十電阻的另一端相連，集電極與控制芯片的第六腳相連，當(dāng)制冷電 壓高于一定值時(shí)，第二三極管導(dǎo)通，拉低控制芯片的第六腳電壓從而關(guān)斷 DC/DC轉(zhuǎn)換電路。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體探測(cè)器制冷電源控制電路，其特征在于所述控制芯片的第四腳通過(guò)一二極管與由第十一電阻、第十二電阻組成 的限壓電路連接，用于將探測(cè)器上電瞬間制冷電壓限制在一定值。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體探測(cè)器制冷電源控制電路，其特征在于-所述分壓電路由第四電阻、第十九電阻、第五電阻、第二十電阻、第六 電阻第三、第四電容組成，第四電阻與同相放大電路連接，第十九電阻 通過(guò)一二極管連接到控制芯片的第四腳。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體探測(cè)器制冷電源控制電路，其特征在于所述緩啟動(dòng)電路包括一串聯(lián)的第七電阻及第七電容，第七電容與控制芯 片的第一腳、第三腳相連。
7、根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體探測(cè)器制冷電源控制電路，其特征在于所述DC/DC轉(zhuǎn)換電路還與一限壓電路連接，所述限壓電路包括第十一、十 二電阻，所述DC/DC轉(zhuǎn)換電路的控制芯片的第七、第八腳通過(guò)一電感與限 壓電路的第十一電阻相連。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種半導(dǎo)體探測(cè)器制冷電源控制電路，包括一向探測(cè)器中的溫度傳感器提供電流的電源輸出端，所述設(shè)置在探測(cè)器中的溫度傳感器的信號(hào)通過(guò)同相放大電路，放大后的信號(hào)經(jīng)過(guò)分壓電路分壓后進(jìn)入一DC/DC轉(zhuǎn)換電路的反饋電壓輸入端，對(duì)制冷電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。本發(fā)明通過(guò)將DC/DC轉(zhuǎn)換電路應(yīng)用到探測(cè)器的制冷電路中，替代原有的三端穩(wěn)壓器，控制方便而且電源的利用效率高。使用DC/DC轉(zhuǎn)換電路利用探頭的溫度反饋來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓的幅度，能更準(zhǔn)確快速地達(dá)到制冷的要求。
文檔編號(hào)G05F1/10GK101540547SQ200910029810
公開(kāi)日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2009年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月25日
發(fā)明者劉召貴, 剛 應(yīng), 李勝輝, 胡曉斌, 韋大綸 申請(qǐng)人:江蘇天瑞儀器股份有限公司