一种红外探测器的控制电路的制作方法

本发明属于红外探测器，特别涉及一种红外探测器的控制电路。

背景技术：

1、红外探测器因其在军事、航天、环境监测和医学诊断等领域的广泛应用而备受关注。为了提高探测器的性能和灵敏度，需要将其工作温度降低到特定的水平，这通常通过热电制冷（thermoelectric cooling, tec）来实现。热电制冷是一种固态制冷技术，利用半导体材料的塞贝克效应来实现热能和电能的直接转换，从而实现制冷或加热。

2、传统的热电制冷系统在实际应用中存在以下问题：

3、（1）传统的热电制冷电路中tec电流波动大，容易造成温控不准确、控温效率低、功耗增加，并且产生的串扰及噪声容易造成控制系统的异常。

4、（2）传统的热电制冷通常采用简单的开关控制方式，无法实现对制冷温度的精确控制，导致探测器的工作温度波动较大，影响其性能；并且由于缺乏精确的温度反馈和控制机制，导致热电制冷系统在运行过程中往往会出现能耗过高的问题，尤其是在长时间运行时，能耗问题尤为突出。

5、（3）传统的热电制冷系统在长时间运行过程中容易出现各种故障，如制冷效果下降、电路老化等，这些都会影响探测器的稳定性和可靠性。

6、（4）由于缺乏优化的电路设计和制冷策略，传统的热电制冷系统在制冷效率上存在局限，无法满足高性能探测器的需求。

7、（5）在不同的环境条件下，如温度、湿度、气压等，传统的热电制冷系统可能无法适应，导致制冷效果不稳定。

8、（6）传统的热电制冷系统往往体积较大，重量较重，这在一些对空间和重量有特殊要求的应用场景中，如航天器、无人机等，是一个重要的限制因素。

技术实现思路

1、为了解决以上问题，本发明提供一种红外探测器的控制电路。

2、具体技术方案如下：

3、一种红外探测器的控制电路，所述电路包括：

4、温度采集模块，采集所述红外探测器的温度信号；

5、温度设置模块，基于所述温度信号，输出温度设置信号；

6、温度控制模块，基于所述温度设置信号以及温度信号，输出温度控制信号给红外探测器的tec；

7、电源管理模块，为控制电路提供电能；所述电源管理模块包括主电源电路以及基准电压源电路；所述主电源电路包括dc降压稳压器，将输入电压降压成目标电压后分别输入至温度控制模块、温度设置模块、基准电压源电路中；所述基准电压源电路包括基准电压源以及第三运算放大器；所述基准电压源产生的基准电压通过第三运算放大器降噪并增加驱动能力后，作为供电电源输出给温度设置模块、温度采集模块。

8、进一步地，所述主电源电路通过磁珠与所述温度控制模块连接。

9、进一步地，所述基准电压源的电源输入端与dc降压稳压器的输出端连接，基准电压源的输出端与第三运算放大器的同相输入端相连；所述第三运算放大器的反相输入端与其输出端相连；第三运算放大器的正极电源端与dc降压稳压器的输出端相连；第三运算放大器的输出端连接有lc滤波单元。

10、进一步地，所述温度采集电路包括第一ad转换单元、第一分压网络以及第一运算放大器；所述第一ad转换单元将采集的温度信号进行ad转换后输入至温度设置模块，所述第一分压网络以及第一运算放大器对温度信号进行降噪后反馈至温度控制模块。

11、进一步地，所述第一分压网络包括第一电阻、第二电阻；所述第一运算放大器的同相输入端通过第一电阻与温度信号相连，且同相输入端通过并联的第一电容、第三电阻接地；所述第一运算放大器的反相输入端与其输出端通过第二电容相连；所述第一运算放大器的输出端连接第二电阻；所述第一运算放大器的反相输入端连接第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端与第二电阻远离第一运算放大器输出端的一端相连，并且通过并联的第三电容、第四电容接地；所述第一运算放大器的正极电源端通过第五电容接地；所述第一运算放大器的负极电源端接地。

12、进一步地，所述温度设置模块包括控制单元、da转换单元、第二分压网络以及第二运算放大器；所述控制单元接收温度采集模块反馈的温度信号，所述da转换单元将控制单元输出的温度设置信号进行da转换，所述第二分压网络以及第二运算放大器对温度设置信号进行降噪后输出。

13、进一步地，所述第二分压网络包括第五电阻、第六电阻；第二运算放大器的同相输入端通过第五电阻与da转换单元的输出端相连，且同相输入端通过并联的第六电容、第七电容接地；第二运算放大器的反相输入端与其输出端通过第八电容相连；第二运算放大器的输出端连接第六电阻；第二运算放大器的反相输入端连接第七电阻的一端，第七电阻的另一端与第六电阻远离第二运算放大器输出端的一端相连并且通过并联的第九电容、第十电容接地；第二运算放大器的正极电源端通过第十一电容接地；第二运算放大器的负极电源端接地。

14、进一步地，所述温控芯片采用集成精密积分器和斩波稳定运算放大器，斩波稳定运算放大器保持+0.001摄氏度的温度稳定性；采用单电源供电，独立的加热和冷却电流限制，直接控制输出电流。

15、进一步地，所述温控芯片采用max1978。

16、进一步地，所述控制电路还包括ldo模块、第二ad转换单元、图像处理输出模块，所述第二ad转换单元与所述红外探测器的图像信号输出端相连，通过图像处理模块连接显示模块；所述基准电压源电路为ldo模块提供电压参考信号，所述ldo模块基于所述电压参考信号为第二ad转换单元提供电能。

17、与现有技术相比，上述技术方案之一或多个技术方案能达到至少以下有益效果之一：

18、本发明结合电源管理模块，采用温度反馈机制对tec进行控制，大大改善了因tec电流波动大造成的控温不准确情况，改善了由此产生的串扰及噪声造成控制异常的情况，实现了对探测器工作温度精确控制的同时降低了能耗；

19、本发明通过优化控制电路进行控温，提高了制冷效率，增强了系统的稳定性和可靠性，同时具备良好的环境适应性和系统集成度。

1.一种红外探测器的控制电路，其特征在于，所述控制电路包括：

2.根据权利要求1所述的红外探测器的控制电路，其特征在于，所述主电源电路通过磁珠与所述温度控制模块连接。

3.根据权利要求1所述的红外探测器的控制电路，其特征在于，所述基准电压源的电源输入端与dc降压稳压器的输出端连接，基准电压源的输出端与第三运算放大器的同相输入端相连；所述第三运算放大器的反相输入端与其输出端相连；第三运算放大器的正极电源端与dc降压稳压器的输出端相连；第三运算放大器的输出端连接有lc滤波单元。

4.根据权利要求1所述的红外探测器的控制电路，其特征在于，所述温度采集电路包括第一ad转换单元、第一分压网络以及第一运算放大器；所述第一ad转换单元将采集的温度信号进行ad转换后输入至温度设置模块，所述第一分压网络以及第一运算放大器对温度信号进行降噪后反馈至温度控制模块。

5.根据权利要求4所述的红外探测器的控制电路，其特征在于，所述第一分压网络包括第一电阻、第二电阻；所述第一运算放大器的同相输入端通过第一电阻与温度信号相连，且同相输入端通过并联的第一电容、第三电阻接地；所述第一运算放大器的反相输入端与其输出端通过第二电容相连；所述第一运算放大器的输出端连接第二电阻；所述第一运算放大器的反相输入端连接第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端与第二电阻远离第一运算放大器输出端的一端相连，并且通过并联的第三电容、第四电容接地；所述第一运算放大器的正极电源端通过第五电容接地；所述第一运算放大器的负极电源端接地。

6.根据权利要求1所述的红外探测器的控制电路，其特征在于，所述温度设置模块包括控制单元、da转换单元、第二分压网络以及第二运算放大器；所述控制单元接收温度采集模块反馈的温度信号，所述da转换单元将控制单元输出的温度设置信号进行da转换，所述第二分压网络以及第二运算放大器对温度设置信号进行降噪后输出。

7.根据权利要求6所述的红外探测器的控制电路，其特征在于，所述第二分压网络包括第五电阻、第六电阻；第二运算放大器的同相输入端通过第五电阻与da转换单元的输出端相连，且同相输入端通过并联的第六电容、第七电容接地；第二运算放大器的反相输入端与其输出端通过第八电容相连；第二运算放大器的输出端连接第六电阻；第二运算放大器的反相输入端连接第七电阻的一端，第七电阻的另一端与第六电阻远离第二运算放大器输出端的一端相连并且通过并联的第九电容、第十电容接地；第二运算放大器的正极电源端通过第十一电容接地；第二运算放大器的负极电源端接地。

8.根据权利要求1所述的红外探测器的控制电路，其特征在于，所述温度控制模块采用集成精密积分器和斩波稳定运算放大器的温控芯片，斩波稳定运算放大器保持+0.001摄氏度的温度稳定性；采用单电源供电，独立的加热和冷却电流限制，直接控制输出电流。

9.根据权利要求8所述的红外探测器的控制电路，其特征在于，所述温控芯片采用max1978。

10.根据权利要求1至9任一项所述的红外探测器的控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括ldo模块、第二ad转换单元、图像处理输出模块，所述第二ad转换单元与所述红外探测器的图像信号输出端相连，通过图像处理模块连接显示模块；所述基准电压源电路为ldo模块提供电压参考信号，所述ldo模块基于所述电压参考信号为第二ad转换单元提供电能。