本發(fā)明屬于分析儀器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種硅漂移探測器用溫度控制電路。

背景技術(shù)：

近年來世界化學(xué)分析儀器市場規(guī)模達(dá)到400億美元，X射線熒光光譜分析是一種環(huán)保、快速、無損、精確的化學(xué)分析技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)、消費(fèi)品安全、工業(yè)測試與分析等領(lǐng)域。X射線熒光光譜儀是現(xiàn)代化學(xué)分析必備的工具，是應(yīng)用最為廣泛的化學(xué)分析儀器之一，已經(jīng)被國際標(biāo)準(zhǔn)檢測手段如RoHS(有毒有害物質(zhì))檢測采用。而漂移控制器作為X射線熒光光譜儀中實(shí)現(xiàn)光譜分析的主要器件，由于其使用方便快捷，可分析元素范圍廣(11號元素Na～92號元素U)、精度高，成本低不需要耗材無損檢測等特點(diǎn)，已經(jīng)在很多行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。

硅漂移探測器的主要功能部件有高壓電源、X射線管、硅漂移探測器、控制電路和電源電路、多道脈沖幅度分析器、專業(yè)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。硅漂移探測器對溫度比較敏感，制冷溫度和溫度的穩(wěn)定性直接影響硅漂移探測器和硅漂移探測器的整體性能，其中X射線管產(chǎn)生入射X射線(一次X射線)，照射激勵被測樣品，樣品中的原子被激發(fā)發(fā)出二次X射線(X射線熒光)或者俄歇電子，硅漂移探測器實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，多道脈沖幅度分析器記錄二次射線的能量和數(shù)量，數(shù)據(jù)處理分析軟件根據(jù)記錄的能量和數(shù)量對被測樣品定性和定量分析。

如圖1所示，申請?zhí)?00910029810.9的發(fā)明專利申請文件提供了一種半導(dǎo) 體探測器制冷電源控制電路，探測器內(nèi)部的溫度傳感器的信號通過同向放大電路放大后經(jīng)過分壓電路分壓后進(jìn)入DC/DC轉(zhuǎn)換電路的反饋輸入端對制冷電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，利用DC/DC轉(zhuǎn)換電路應(yīng)用到探測器制冷電路中替代原有的三端穩(wěn)壓器，控制電源的利用效率提高。

但是，其存在如下缺點(diǎn)：

1、采用電阻分壓控制制冷電路，分壓電阻是固定值只能預(yù)設(shè)一個溫度值，一般會設(shè)置一個最低溫度值，硅漂移探測器內(nèi)部的溫度傳感器的檢測溫度高于此預(yù)設(shè)溫度時啟動制冷，硅漂移探測器內(nèi)部的溫度傳感器的檢測溫度低于此預(yù)設(shè)溫度時不工作。通過固定的分壓電阻確定預(yù)設(shè)溫度不夠靈活，不能根據(jù)硅漂移探測器的現(xiàn)場根據(jù)環(huán)境更改預(yù)設(shè)溫度值達(dá)到最理想的效果。

2、硅漂移探測器內(nèi)部的溫度傳感器的檢測溫度高于預(yù)設(shè)溫度時啟動制冷，硅漂移探測器內(nèi)部的溫度傳感器的檢測溫度低于預(yù)設(shè)溫度時不能制熱。只能是通過硅漂移探測器的散熱來來實(shí)現(xiàn)升溫，只能對硅漂移探測器制冷，單向溫度控制不夠靈活。由于升溫是通過探測器散熱，導(dǎo)致溫度控制響應(yīng)慢且波動比較大。

3、無論硅漂移探測器內(nèi)部的溫度傳感器溫度與預(yù)設(shè)溫度溫差大還是溫差小制冷電壓恒定，不能根據(jù)探測器變化的溫度調(diào)整制冷電壓實(shí)時控制。導(dǎo)致探測器的溫度控制精度不高，探測器溫度的穩(wěn)定時間長。直接影響硅漂移探測器的測試時間和儀器的穩(wěn)定性和重復(fù)性。

4、由于該制冷電路制冷速度慢熱電制冷片封裝在探測器內(nèi)部不能更換，預(yù)設(shè)溫度低于零下30度時硅漂移探測器的制冷溫度達(dá)不到預(yù)設(shè)溫度值，硅漂移探測器的極限制冷溫度只能在零下30度左右。硅漂移探測器的制冷溫度不夠低，熱噪聲干擾使硅漂移探測器的分辨率降低。

因此，鑒于上述方案于實(shí)際制作及實(shí)施使用上的缺失之處，而加以修正、改良，同時本著求好的精神及理念，并由專業(yè)的知識、經(jīng)驗(yàn)的輔助，以及在多方巧思、試驗(yàn)后，方創(chuàng)設(shè)出本發(fā)明，特再提供一種硅漂移探測器用溫度控制電路，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)硅漂移探測器內(nèi)部的溫度傳感器的溫度值高于預(yù)設(shè)溫度值時啟動制冷，硅漂移探測器內(nèi)部的溫度傳感器的溫度值低于預(yù)設(shè)溫度值時啟動制熱，縮短硅漂移探測器的制冷溫度穩(wěn)定時間，提高溫度控制精度，而且提高制冷速度，即使在零下40度時硅漂移探測器的制冷溫度還能達(dá)到預(yù)設(shè)溫度值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種硅漂移探測器用溫度控制電路，解決了現(xiàn)有技術(shù)中不能根據(jù)環(huán)境預(yù)設(shè)溫度值，溫度控制響應(yīng)慢且波動比較大，硅漂移探測器的制冷溫度穩(wěn)定時間長以及制冷溫度不夠低的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：本發(fā)明提供一種硅漂移探測器有溫度控制電路，包括主控電路以及與所述主控電路連接的第一電源電路及第二電源電路，所述第一電源電路為升壓電源電路，所述第二電源電路為反相電源電路，所述升壓電源電路連接有內(nèi)部溫度檢測電路和環(huán)境溫度檢測電路，所述主控電路通過串口電路連接有溫度反饋電路，所述環(huán)境溫度檢測電路連接所述溫度反饋電路，所述主控電路及所述溫度反饋電路連接有溫度調(diào)控電路。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述溫度反饋電路將所述溫度檢測電路采集的溫度數(shù)據(jù)存儲并與預(yù)設(shè)溫度構(gòu)成偏差值，利用所述偏差值作為PID控制的偏差輸入經(jīng)過數(shù)字PID算法處理后以SPI的方式輸出控制信號控制所述溫度調(diào)控電路進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，PID算法是指按偏差的比例(P)、積分(1)和微分(D)進(jìn)行控制，SPI是指串行外設(shè)接口的方式。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述溫度調(diào)控電路包括冷熱雙向驅(qū)動電路以及受所述冷熱雙向驅(qū)動電路驅(qū)動控制的制冷制熱片。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述溫度反饋電路與所述冷熱雙向驅(qū)動電路之間連接有數(shù)模轉(zhuǎn)換電路。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述升壓電源電路包括一同步整流開關(guān)穩(wěn)壓器，所述同步整流開關(guān)穩(wěn)壓器的輸入引腳接入電源電壓，所述同步整流開關(guān)穩(wěn)壓器的開關(guān)引腳通過第一二極管、第二電阻和第三電阻串聯(lián)后接地，所述同步整流開關(guān)穩(wěn)壓器的輸入引腳與所述同步整流開關(guān)穩(wěn)壓器的開關(guān)引腳之間接有第一電感，所述第一二極管還通過并聯(lián)的第二電容和第三電容接地，所述第二電容和所述第三電容之間連接有第二電感，所述同步整流開關(guān)穩(wěn)壓器的關(guān)閉引腳接入使能信號，所述同步整流開關(guān)穩(wěn)壓器的輸入引腳還通過第一電容接地，所述同步整流開關(guān)穩(wěn)壓器的關(guān)閉引腳還通過第一電阻接地，所述同步整流開關(guān)穩(wěn)壓器的反饋引腳連接所述第二電阻和所述第三電阻之間的接點(diǎn)。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述反相電源電路包括一電壓調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換器，所述電壓調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換器的輸入引腳接入電源電壓，所述電壓調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換器的開關(guān)引腳接入反相使能信號，所述電壓調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換器的開關(guān)引腳通過串聯(lián)的第五電容和第二二極管接地，所述第五電容還通過串聯(lián)的第四電感和第七電容接地，所述電壓調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換器的反饋引腳通過串聯(lián)的第六電容、第五電阻和第六電阻接地，所述第六電容還串聯(lián)第七電容后接地，所述電壓調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換器的輸入引腳和所述電壓調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換器的開關(guān)引腳之間連接有第三電感，所述電壓調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換器的輸入引腳還通過第四電容接地，所述電壓調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換器的關(guān)閉引腳通過第四電阻接地。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述內(nèi)部溫度檢測電路包括一溫度傳感器以及連接所述溫度傳感器的鉗位電路，所述鉗位電路包括第四二極管、第五二極管和第七電阻，所述第七電阻的一端連接電源電壓，所述第七電阻的另一端連接所述第四二極管的正極，所述第四二極管的負(fù)極連接所述第五二極管的正極，所述第五二極管的負(fù)極接地，所述溫度傳感器的正極接地，所述溫度傳感器的負(fù)極連接所述第四二極管的正極。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述環(huán)境溫度檢測電路包括電壓跟隨器、第八電阻以及第十四電容，所述第八電阻的一端接入電源電壓，所述第八電阻的另一端分別所述第十四電容接地以及連接所述電壓跟隨器，所述電壓跟隨器的同 相輸入端連接所述第四二極管的正極，所述電壓跟隨器的反相輸入端與輸出端之間連接，所述電壓跟隨器接地。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述溫度反饋電路還連接有復(fù)位電路，所述復(fù)位電路包括第九電阻、第十電阻以及第十電容，所述第十電阻連接所述溫度反饋電路，所述第十電阻的另一端分別通過第九電阻接入電源電壓，以及通過第十六電容接地。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述溫度反饋電路還連接有時鐘電路，所述時鐘電路包括晶振、第十七電容和第十八電容，所述晶振的兩端分別通過所述第十七電容和所述第十八電容接地，所述晶振的兩端連接所述溫度反饋電路。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述串口電路包括串口芯片，所述串口芯片的VCC引腳接入電源電壓，所述串口芯片的VCC引腳通過并聯(lián)的第八電容和第九電容接地，所述串口芯片的V+引腳通過第二電容接入電源電壓，所述串口芯片的V+引腳連接第十二電容后通過并聯(lián)的第八電容和第九電容接地。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述冷熱雙向驅(qū)動電路包括一冷熱雙向驅(qū)動芯片，所述冷熱雙向驅(qū)動芯片的輸入引腳通過第五電感接入電源電壓，所述冷熱雙向驅(qū)動芯片的輸入引腳還通過第二十一電容接地，所述冷熱雙向驅(qū)動芯片的輸入引腳連接第五電感后還通過第二十電容接地，所述冷熱雙向驅(qū)動芯片的LX引腳通過串聯(lián)的第六電感和第七電感后接入溫度信號，所述冷熱雙向驅(qū)動芯片的LX引腳通過第六電感后通過并聯(lián)的第二十七電容和第十四電阻連接所述冷熱雙向驅(qū)動芯片的反饋引腳，所述冷熱雙向驅(qū)動芯片的LX引腳通過第六電感后通過并聯(lián)的第二十七電容和第十四電阻后通過第十五電阻接入溫度控制信號，所述第七電感遠(yuǎn)離第六電感的一端分別通過第二十八電容和第十六電阻接地。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述溫度反饋電路連接有調(diào)試接口，所述調(diào)試接口為IDC下載調(diào)試接口。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路包括數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片的VDD引腳和VDDIO引腳接入電源電壓VCC，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片的VDDIO引腳通過第十九電容接地，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片的輸出引腳輸出溫度控制信號。

采用了上述技術(shù)方案后，本發(fā)明的有益效果是：

1、可以通過IDC下載調(diào)試接口將預(yù)設(shè)溫度值傳送給主控系統(tǒng)，主控系統(tǒng)通過串口將預(yù)設(shè)溫度值傳給溫度控制電路，用戶可以根據(jù)不同的現(xiàn)場環(huán)境設(shè)置最理想的預(yù)設(shè)溫度值。

2、使用同步整流開關(guān)穩(wěn)壓器和相關(guān)外圍電路構(gòu)成冷熱雙向驅(qū)動電路，實(shí)現(xiàn)硅漂移探測器內(nèi)部的溫度傳感器的溫度值高于預(yù)設(shè)溫度值時啟動制冷，硅漂移探測器內(nèi)部的溫度傳感器的溫度值低于預(yù)設(shè)溫度值時啟動制熱。

3、在硅漂移探測器內(nèi)部的溫度傳感器的反饋溫度和預(yù)設(shè)溫度作為控制輸入與，根據(jù)當(dāng)前硅漂移探測器內(nèi)部的溫度傳感器的反饋溫度值和預(yù)設(shè)溫度值調(diào)節(jié)控制冷熱雙向驅(qū)動電路，可以縮短硅漂移探測器的制冷溫度穩(wěn)定時間，提高溫度控制精度，從而縮短硅漂移探測器的測試時間，改善硅漂移探測器的穩(wěn)定性和重復(fù)性。

4、提高制冷速度，使預(yù)設(shè)溫度低于零下40度時硅漂移探測器的制冷溫度還能達(dá)到預(yù)設(shè)溫度值，硅漂移探測器的制冷溫度降低能減少熱噪聲干擾，可以提高硅漂移探測器的分辨率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明硅漂移探測器用溫度控制電路的原理框圖；

圖2為本發(fā)明硅漂移探測器用溫度控制電路中升壓電源電路的電路圖；

圖3為本發(fā)明硅漂移探測器用溫度控制電路中反相電源電路的電路圖；

圖4為本發(fā)明硅漂移探測器用溫度控制電路中溫度反饋電路的電路圖；

圖5為本發(fā)明硅漂移探測器用溫度控制電路中數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的電路圖；

圖6為本發(fā)明硅漂移控制器用溫度控制電路中環(huán)境溫度檢測電路及內(nèi)部溫度檢測電路的電路圖；

圖7為本發(fā)明硅漂移控制器用溫度控制電路中冷熱雙向驅(qū)動電路的電路圖；

圖8為本發(fā)明硅漂移控制器用溫度控制電路中串口電路的電路圖；

圖9為本發(fā)明硅漂移控制器用溫度控制電路中時鐘電路的電路圖；

圖10為本發(fā)明硅漂移控制器用溫度控制電路中復(fù)位電路的電路圖。

圖中，L1-第一電感；L2-第二電感；L3-第三電感；L4-第四電感；L5-第五電感；L6-第六電感；L7-第七電感；C1-第一電容；C2-第二電容；C3-第三電容；C4-第四電容；C5-第五電容；C6-第六電容；C7-第七電容；C8-第八電容；C9-第九電容；C10-第十電容；C11-第十一電容；C12-第十二電容；C13-第十三電容；C14-第十四電容；C15-第十五電容；C16-第十六電容；C17-第十七電容；C18-第十八電容；C19-第十九電容；C20-第二十電容；C21-第二十一電容；C22-第二十二電容；C23-第二十三電容；C24-第二十四電容；C25-第二十五電容；C26-第二十六電容；C27-第二十七電容；C28-第二十八電容；D1-第一二極管；D2-第二二極管；D3-第三二極管；D4-第四二極管；D5-第五二極管；R1-第一電阻；R2-第二電阻；R3-第三電阻；R4-第四電阻；R5-第五電阻；R6-第六電阻；R7-第七電阻；R8-第八電阻；R9-第九電阻；R10-第十電阻；R11-第十一電阻；R12-第十二電阻；R13-第十三電阻；R14-第十四電阻；R15-第十五電阻。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1所示，本發(fā)明硅漂移探測器用溫度控制電路包括主控電路以及與所述主控電路連接的第一電源電路及第二電源電路，其中主控電路作為第一電源電路及第二電源電路的電源輸入，其中第一電源電路為升壓電源電路，適用于將輸入的電源提升到9V、1.5A后輸出，第二電源電路為反相電源電路，適用于 將輸入的電源調(diào)節(jié)為-5V、1.5A輸出，其中升壓電源電路連接有內(nèi)部溫度檢測電路和環(huán)境溫度檢測電路，適用于為內(nèi)部溫度檢測電路以及環(huán)境溫度檢測電路提供工作電壓，而反相電源電則用于為硅漂移探測器提供工作電壓，主控電路通過串口電路連接有溫度反饋電路，環(huán)境溫度檢測電路連接所述溫度反饋電路，并將環(huán)境溫度的檢測結(jié)果傳輸?shù)綔囟确答侂娐?，主控電路及所述溫度反饋電路連接有溫度調(diào)控電路，主控電路為溫度調(diào)控電路提供工作電壓，溫度反饋電路根據(jù)檢測的溫度情況與設(shè)定溫度進(jìn)行相應(yīng)反饋，控制溫度調(diào)控電路從而完成溫度的調(diào)控。具體的，溫度反饋電路包括實(shí)時溫度采集模塊、內(nèi)部溫度預(yù)設(shè)模塊、下載調(diào)試接口、比例參數(shù)調(diào)節(jié)模塊、微分參數(shù)調(diào)節(jié)模塊以及積分參數(shù)調(diào)節(jié)模塊，溫度反饋電路的溫度采集模塊連接內(nèi)部溫度檢測電路，內(nèi)部溫度預(yù)設(shè)模塊通過串口電路連接主控電路，溫度反饋電路通過溫度檢測電路的檢測結(jié)果，通過比例調(diào)節(jié)、微分調(diào)節(jié)或者積分調(diào)節(jié)三種方式中的任意一種或幾種實(shí)現(xiàn)溫度的調(diào)節(jié)，需要指出的是，本發(fā)明中的主控電路，可以直接采用硅漂移探測器中的主控電路即可，不需要再額外的進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時該種電路的接法，也體現(xiàn)了本發(fā)明溫度控制電路的兼容性，能夠適應(yīng)于不同的硅漂移控制器的內(nèi)部主控電路；另外主控電路還設(shè)置有USB接口，通過USB接口連接有計(jì)算機(jī)，使用人員通過計(jì)算機(jī)與主控電路的USB連接方式設(shè)定預(yù)設(shè)溫度，并且，由于主控電路為硅硅漂移探測器的主控電路，可以將實(shí)時檢測的溫度在計(jì)算機(jī)通過人機(jī)界面的形式顯示出來，從而使工作人員可以根據(jù)其現(xiàn)場環(huán)境再進(jìn)行溫度的設(shè)定或者調(diào)節(jié)。

請參照圖2，本發(fā)明硅漂移探測器用溫度控制電路中升壓電源電路如圖所示，所述升壓電源電路包括一同步整流開關(guān)穩(wěn)壓器，所述同步整流開關(guān)穩(wěn)壓器的輸入引腳接入電源電壓，所述同步整流開關(guān)穩(wěn)壓器的開關(guān)引腳通過第一二極管D1、第二電阻R2和第三電阻R3串聯(lián)后接地，所述同步整流開關(guān)穩(wěn)壓器的輸入引腳與所述同步整流開關(guān)穩(wěn)壓器的開關(guān)引腳之間接有第一電感L1，所述第一二極管D1還通過并聯(lián)的第二電容C2和第三電容C3接地，所述第二電容C2和所述第三電容C3之間連接有第二電感L2，所述同步整流開關(guān)穩(wěn)壓器的關(guān)閉引腳接入使能信號，所述同步整流開關(guān)穩(wěn)壓器的輸入引腳還通過第一電容C1接地，所述同步整流開關(guān)穩(wěn)壓器的關(guān)閉引腳還通過第一電阻R1接地，所述同步整流開關(guān)穩(wěn)壓器的反饋引腳連接所述第二電阻R2和所述第三電阻R3之間的接點(diǎn)。

請參照圖3，本發(fā)明硅漂移探測器用溫度控制電路中反相電源電路如圖所示，所述反相電源電路包括一電壓調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換器，所述電壓調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換器的輸入引腳接入電源電壓，所述電壓調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換器的開關(guān)引腳接入反相使能信號，所述電壓調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換器的開關(guān)引腳通過串聯(lián)的第五電容C5和第二二極管D2接地，所述第五電容C5還通過串聯(lián)的第四電感L4和第七電容C7接地，所述電壓調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換器的反饋引腳通過串聯(lián)的第六電容C6、第五電阻R5和第六電阻R6接地，所述第六電容C6還串聯(lián)第七電容C7后接地，所述電壓調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換器的輸入引腳和開關(guān)引腳之間連接有第三電感L3，所述電壓調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換器的輸入引腳還通過第四電容C4接地，所述電壓調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換器的關(guān)閉引腳通過第四電阻R4接地，該反相電源電路可以作為硅漂移探測器的工作電壓，其作為硅漂移控制器的電壓輸入，保證硅漂移探測器的正常工作。

請參照圖4，本發(fā)明硅漂移探測器用溫度控制電路中溫度反饋電路如圖所示，本發(fā)明中溫度反饋電路采用PIC單片機(jī)，其第1腳即MCLR/VPP引腳接入復(fù)位電路，具體的，其第1腳通過第十電阻R10和第九電阻R9接入電源電壓VCC，其中第十電阻R10和第九電阻R9之間還通過第十六電容C16接地；其第9腳即OSC1/CLK1引腳和第10腳即OSC2/CLKO腳連接有時鐘電路，具體的，其第9腳連接晶振的一端，并通過第十八電容C18C18接地，其第10腳連接晶振的另一端，并通過第十七電容C17接地，通過不同頻率的晶振實(shí)現(xiàn)PIC單片機(jī)的時鐘控制；其第24腳即RB3/PGM引腳、第27腳即RB6/PGC引腳和第28引腳即RB7/PGD引腳接入IDC下載調(diào)試接口，可以用于PIC單片機(jī)程序的下載和調(diào)試，可以根據(jù)儀器現(xiàn)場環(huán)境的不同更改程序進(jìn)行下載調(diào)試，也方便后期跟進(jìn)和維護(hù)；其第2腳，即RAO/ANO引腳接入內(nèi)部溫度檢測電路以及環(huán)境溫度檢測電路；其第12腳、第13腳、第14腳、第15腳和第16腳，即RC1/TIOSI/CCP2引腳、RC2/CCP1引腳、RC3/SCK/SCL引腳、RD4/SDI/SDA引腳和RC5/SCO引腳分別連接數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，其第17腳和第18腳連接有串口。

請參照圖5所示的本發(fā)明硅漂移探測器用溫度控制電路中的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路包括數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片，其第1腳到第5腳，即AUX引腳、LDAC引腳、CS引腳、SCLK引腳和DIN引腳對應(yīng)連接PIC單片機(jī)的第12腳到第16腳，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片的VDD引腳和VDDIO引腳接入電源電壓VCC，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片的 VDDIO引腳通過第十九電容C19接地，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片的輸出引腳輸出溫度控制信號，該數(shù)模轉(zhuǎn)換電路完成數(shù)字信號到模擬信號的轉(zhuǎn)換，從而方便溫度反饋電路完成對冷熱雙向驅(qū)動電路的驅(qū)動控制。

請參照圖6所示的本發(fā)明硅漂移探測器用溫度控制電路中的環(huán)境溫度檢測電路及內(nèi)部溫度檢測電路，內(nèi)部溫度檢測電路包括一溫度傳感器以及連接所述溫度傳感器的鉗位電路，所述鉗位電路包括第四二極管D4、第五二極管D5和第七電阻R7，其VDD引腳通過第十五電容C15接地并接入電源電壓VCC；所述第七電阻R7的一端連接電源電壓，所述第七電阻R7的另一端連接所述第四二極管D4的正極，所述第四二極管D4的負(fù)極連接所述第五二極管D5的正極，所述第五二極管D5的負(fù)極接地，所述溫度傳感器的正極接地，所述溫度傳感器的負(fù)極連接所述第四二極管D4的正極；所述環(huán)境溫度檢測電路包括電壓跟隨器、第八電阻R8以及第十四電容C14，所述第八電阻R8的一端接入電源電壓，所述第八電阻R8的另一端分別所述第十四電容C14接地以及連接所述電壓跟隨器，所述電壓跟隨器的同相輸入端連接所述第四二極管D4的正極，所述電壓跟隨器的反相輸入端與輸出端之間連接，所述電壓跟隨器接地。第三二極管D3作為探測器內(nèi)部溫度傳感器，其檢測溫度從+25度～-65度，以590MV～810mV的電壓輸出，溫度值和輸出電壓之間存在特定的線性關(guān)系；第七電阻R7與第四二極管D4和第五二極管D5構(gòu)成的鉗位電路保護(hù)溫度傳感器，即第三二極管D3，電壓跟隨器、第八電容C8、第十四電阻R14構(gòu)成環(huán)境溫度檢測電路，溫度傳感器的輸出連接電壓跟隨器的正相輸入端；電壓跟隨器的輸出端連接溫度反饋電路的實(shí)時溫度采集模塊，即單片機(jī)的2腳；溫度反饋電路依據(jù)采集并存儲的溫度信息，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字比例參數(shù)調(diào)節(jié)、積分參數(shù)調(diào)節(jié)、微分參數(shù)調(diào)節(jié)三種調(diào)節(jié)方式中的任意一種或幾種的結(jié)合，其中微分調(diào)節(jié)是輔助比例調(diào)節(jié)在比例的基礎(chǔ)上進(jìn)行微調(diào)，微分調(diào)節(jié)可以實(shí)現(xiàn)超前控制。

請參照圖7，本發(fā)明硅漂移探測器用溫度控制電路中的冷熱雙向驅(qū)動電路如圖所示，冷熱雙向驅(qū)動電路包括一冷熱雙向驅(qū)動芯片，所述冷熱雙向驅(qū)動芯片的輸入引腳通過第五電感L5接入電源電壓，所述冷熱雙向驅(qū)動芯片的輸入引腳還通過第二十一電容C21接地，所述冷熱雙向驅(qū)動芯片的輸入引腳連接第五電感L5后還通過第二十電容C20接地，所述冷熱雙向驅(qū)動芯片的LX引腳通過第 六電感L6后通過并聯(lián)的第二十七電容C27和第十四電阻R14后通過第十五電阻R15接入溫度控制信號，所述第七電感L7遠(yuǎn)離第六電感L6的一端分別通過第二十八電容C28和第十六電阻R16接地；冷熱雙向驅(qū)動芯片的TDFF引腳通過第十三電阻R13接地，另外冷熱雙向驅(qū)動芯片還通過配合第十一電阻R11、第十二電阻R12、第十五電阻R15以及第二十一電容R21、第二十二電容C22、第二十三電容C23、第二十四電容C24和第二十五電容C25、第二十六電容C26、第二十七電容C27、第二十八電容C28，并合理設(shè)置電阻及電容元件的連接關(guān)系，通過冷熱雙向驅(qū)動電路，實(shí)現(xiàn)溫度傳感器的溫度高于預(yù)設(shè)溫度時啟動制冷，當(dāng)溫度傳感器的溫度低于預(yù)設(shè)溫度時啟動制熱的雙向控制，制熱和制冷由溫度調(diào)控電路結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況調(diào)節(jié)達(dá)到理想的溫度控制，縮短了硅漂移探測器的測試時間，也就縮短了X射線熒光光譜儀器的測試時間，同時改善了X射線熒光光譜儀器的穩(wěn)定性和重復(fù)性。

請參照圖8所示的硅漂移控制器用溫度控制電路中串口電路的電路圖，串口電路包括串口芯片，所述串口芯片的VCC引腳接入電源電壓，所述串口芯片的VCC引腳通過并聯(lián)的第八電容C8和第九電容C9接地，所述串口芯片的V+引腳通過第二電容C2接入電源電壓，所述串口芯片的V+引腳連接第十二電容C12后通過并聯(lián)的第八電容C8和第九電容C9接地，串口芯片的第1腳和第3腳之間，即C1+和C1-引腳之間接有第十一電容C11，串口芯片的第4腳和第5腳之間，即C2+和C2-引腳之間接有第第十電容C10，其V-引腳通過第十三電容接地；其主要功能是實(shí)現(xiàn)TTL電平和RS232的電平轉(zhuǎn)換，將溫度反饋芯片的結(jié)果傳輸?shù)嚼錈犭p向驅(qū)動電路，實(shí)現(xiàn)信號的傳輸。

需要進(jìn)一步指出的是，本發(fā)明中溫度反饋電路采用PIC單片機(jī)，其具體型號可以是PIC16F976A單片機(jī)，當(dāng)然還可以是其他可實(shí)現(xiàn)相同功能單片機(jī)，其配合數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片MAX5704DA將所述溫度檢測電路采集的溫度數(shù)據(jù)存儲并與預(yù)設(shè)溫度構(gòu)成偏差值，利用所述偏差值作為PID控制的偏差輸入經(jīng)過數(shù)字PID算法處理后以SPI的方式輸出控制信號控制所述溫度調(diào)控電路進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)；而對于同步整流開關(guān)穩(wěn)壓器以及電壓調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換器的型號宜分別采用LT1613和LT1611，其中LT1613適宜將輸入的電壓轉(zhuǎn)換為9V、1.5A輸出，LT1611適宜將輸入的電壓進(jìn)行反相處理，轉(zhuǎn)換為-5V、1.5A輸出，而且LT1613和LT1611皆能 夠保證輸出電壓的穩(wěn)定性，從而保證硅漂移探測器的穩(wěn)定工作；而至于冷熱雙向驅(qū)動芯片，宜采用MAX1623，一來其能夠?qū)崿F(xiàn)冷熱雙向的驅(qū)動功能，輸出溫度控制信號，二來還能夠保證調(diào)控工作的穩(wěn)定性，對于其他芯片的型號，此處不再贅述。

下面結(jié)合上述具體實(shí)施方式介紹一下該硅漂移探測器用溫度控制電路的工作原理是：

外部計(jì)算機(jī)可以通過USB接口將預(yù)設(shè)溫度值傳送給主控電路，主控電路通過串口將預(yù)設(shè)溫度值傳給溫度反饋電路，另外，在計(jì)算機(jī)上可以對應(yīng)形成人機(jī)界面，工作人員可以根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境設(shè)置最理想的預(yù)設(shè)溫度值；通過冷熱雙向驅(qū)動電路.實(shí)現(xiàn)硅漂移探測器內(nèi)部的溫度傳感器的溫度值高于預(yù)設(shè)溫度值時啟動制冷，硅漂移探測器內(nèi)部的溫度傳感器的溫度值低于預(yù)設(shè)溫度值時啟動制熱，可以隨時保證硅漂移探測器的內(nèi)部溫度處于正常的范圍之內(nèi)。此外，溫度反饋電路將所述溫度檢測電路采集的溫度數(shù)據(jù)存儲并與預(yù)設(shè)溫度構(gòu)成偏差值，利用所述偏差值作為PID控制的偏差輸入經(jīng)過數(shù)字PID算法處理后以SPI的方式輸出控制信號控制所述溫度調(diào)控電路進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，根據(jù)當(dāng)前硅漂移探測器內(nèi)部的溫度傳感器的反饋溫度值和預(yù)設(shè)溫度值進(jìn)行數(shù)字化的比例、積分、微分調(diào)節(jié)控制冷熱雙向驅(qū)動電路。在硅漂移探測器控制制冷電路中加入數(shù)字PID控制可以縮短硅漂移探測器的制冷溫度穩(wěn)定時間，提高溫度控制精度。另外，能夠提高制冷速度，使預(yù)設(shè)溫度低于零下40度時硅漂移探測器的制冷溫度還能達(dá)到預(yù)設(shè)溫度值，硅漂移探測器的制冷溫度降低能減少熱噪聲干擾，可以提高硅漂移探測器的分辨率。使用MAX1623芯片配合其他元件作為冷熱雙向驅(qū)動電路，實(shí)現(xiàn)溫度傳感器的溫度高于預(yù)設(shè)溫度時啟動制冷，溫度傳感器的溫度低于預(yù)設(shè)溫度時啟動制熱雙向控制，并可以結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況調(diào)節(jié)達(dá)到理想的溫度控制，縮短硅漂移探測器的測試時間。

綜上，本發(fā)明硅漂移探測器用溫度控制電路可以根據(jù)硅漂移探測器的現(xiàn)場環(huán)境靈活設(shè)置最理想的預(yù)設(shè)溫度值。從而實(shí)現(xiàn)根據(jù)硅漂移探測器的現(xiàn)場環(huán)境靈活設(shè)置硅漂移探測器的最理想工作溫度；冷熱雙向驅(qū)動電路中加入了數(shù)字PID控制算法的溫度控制電路，縮短硅漂移探測器的測試時間，改善硅漂移探測器的穩(wěn)定性和重復(fù)性；實(shí)現(xiàn)隨意設(shè)置硅漂移探測器的工作溫度，快速降溫使硅漂 移探測器達(dá)到更低溫度減少熱噪聲，同時提高硅漂移探測器內(nèi)部溫度的穩(wěn)定性改善重復(fù)性誤差，整體提高硅漂移探測器的穩(wěn)定性和檢測精度。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。