【产品】双向控制与300W和800W功率输出的TEC控制器54100 系列

时间： 2019-05-25 来源：Chroma

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致冷晶片(TEC)元件模组是一种使用电流控制热流的固态元件，它提供快速的温度响应和超高温稳定性，是非常有效率的小型温度控制器；TEC 温度控制器是非常具环保性且简洁，不像传统压缩机一样需要使用机械(马达)零件或冷(热)媒的消耗。

CHROMA 54100系列TEC控制器拥有很好的温度监测功能，它允许两个T-type热电偶输入，控制器内部的冷端温度稳定度可达0.001℃，整体系统的性能可达0.01℃温度解析度和高稳定性。TEC驱动控制采用滤波型PWM架构输出，相较于传统PWM，不仅可提供更高的功率输出，并调变PWM电流趋近直流电流输出，这是一个很重要的特点，可避免量测敏感元件时的电磁干扰。

Chroma 54100 系列 TEC 控制器的另一个重要特点是最佳化自动PID的功能，它具有独特的自动调整演算法，保证最佳的的控制和温度反应，定期动态调整使得温度稳定性与分辨率达0.01℃，不论大小和各种几何形式的热平台。

高瓦数功率输出是另一种Chroma 54100 系列控制器的优点，目前提供有300W和800W高功率TEC输出。更高的TEC功率能提供更宽的温度使用范围、更快温度响应及更大的平台应用，比较起其他厂牌控制器，Chroma 54100 系列提供目前市场上最好的性价比。

图1 致冷芯片温度控制器 Model 54100 系列

主要特色：

双向控制与300W (27V/12A)和800W (40V/20A) 功率输出
滤波型PWM输出，>90％的效率转换，同时维持温度设定范围从-70到250℃，温度解析度达0.01℃，绝对精度达0.3℃
在PID控制下，短期稳定±0.01℃ (1小时)，长时间稳定性 ±0.05℃ (24小时)
大讯号PID/Auto Tune提供最佳化控制
两组T型热电偶输入，一组提供温度回授控制一组监控平台温度偏差，提供灵活的控制模式
用于 PC 的RS232, USB 2.0, LAN串行通信端口远程操作和数据记录热
功能强大的控制软体
可搭配任何Chroma温控平台

优良的温度响应，温度精确度与控制稳定性
TEC 模组是一个双向电流控制的热泵，使用TEC模组的温度控制系统，可以达到的高温或低温的温度环境，与传统的温度控制方法相比，这是精密、快速响应且只需使用一组控制器。

TEC 模组虽然有许多特殊的功能，使用者仍然需要良好的TEC控制器使其功能达到最佳化，Chroma 54100 series TEC 控制器是专为TEC模组设计的系统，温度可以非常快速的从一个温度点控制到另一个目标温度点，当接近目标温度点时不会产生电流过冲的问题。在热扰动的情况下，即使是100W开启/关闭扰动，Chroma 54100 series TEC 控制器可以在几秒钟内减少温度变化小于1℃。针对温度的稳定性而言，Chroma 54100 series TEC控制器在大多数情况下提供 0.01℃ 稳定性。

使用Chroma 温度控制器，升/降温度可达每分钟5~60℃。

高功率输出能力
目前市场上有许多小输出功率TEC控制器，这些控制器主要用于小型设备和小规模的实验室规模。随着技术的发展，许多全新的应用使得TEC 控制器需要比以往更高的功率表现；例如，测试大于4英寸的太阳能电池从-20℃控制到85℃，需要超过100W TEC功率，更何况太阳光的热负荷高达30W以上；用于照明的高功率LED，也大多有热控制的需求；而一般30W的高功率LED模组也需要从-20℃至150℃温度测试条件。

Ch roma 54100 系列TEC控制器目前可提供300W和800W的功率输出，满足从各种大小不同的平台。在典型应用中，一组Chroma 54100 系列 TEC 控制器可驱动多个高功率TEC的模组，提供非常具有竞争力的解决方案。

高精准温度解析度
TEC控制器目前在市场中使用的热电偶通常约 1℃精度与0.1℃解析度，这对于许多应用上是不足的，例如，评估太阳能电池发电效率的需求远低于1℃控温精度；实验室中物质的相变化可能发生在0.1℃或以下；对于生化反应过程中，温度临界点是非常敏感而且必须得知的数据；热管电组量测中，温度偏差往往远低于1℃的温度。有些高解析度的TEC控制器使用不同类型的温度感测器，如RTD、温度 IC、或热敏电阻，不幸的是，这些温度感测器有金属接触或过于笨重的量测问题。

Chroma 54100 系列 TEC 控制器使用热电偶温度精度基本可达0.3℃，解析度为0.01℃，使用者可以很方便设置热电偶感测器，同时保持高精度和解析度，这意味着使用者可以实现具有高重复性、高精度与高可信度的测试结果。

大讯号PID/Auto Tune 控制
PID控制法是一个优良控制器的重要特征，PID参数基本上描述一个系统的动态响应，每个系统的PID参数可能大不相同，有适当的PID参数设置才能确保良好的控制系统，而手动操作PID参数是非常繁琐且浪费时间。因此，一个先进的控制器应具有自动调整的PID功能。

许多市场上的TEC控制器使用小信号和单向瞬态温度来找出PID参数，这种自动调整法只能适用加热器温度控制，但不适合TEC的控制。为了找出真正适当的TEC控制系统的热响应，Chroma 54100 series TEC 控制器使用大信号和双向驱动方式为自动调整PID 参数，这种控制方式可以快速、精确、并且很稳定，当其他的TEC控制器在每20℃间隔中就需要一组新的PID参数的设置时，Chroma 54100 series TEC 控制器只要在 40~50℃ 间找出一组PID 参数后，此参数就可涵盖从-70到250℃的使用范围。

软体界面

Chroma 54100 系列 TEC控制器程序提供了使用者操作介面，它可以设置和读取温度，查看TEC电流和温度VS时间曲线，数据记录至文件中，温度循环设定和爬升/下降控制速度设定等。PID 参数，电流限制和其他重要的设定，可以从工程模式来设定。

应用范围

半导体制程
生物医学
光学顶测
镭射/光二极体
材料分析
太阳能电池
平面显示器
化学制造 (化工业)

标准高效率平台
以下为许多标准的温控平台适用，用于LED、太阳能电池、电子纸、烧机等等。如下所示的每一个平台搭配Chroma 54100系列TEC控制器可达到 0.01℃温度稳定性。

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