熱電 (TE) 冷卻器應用的典型驅動器可以使用脈沖寬度調制 (PWM) 來驅動 H 橋電路。該方案可行，但會用非常大的電流脈沖驅動 TE 設備。這些方波通常是設備的額定電流，會在 PCB 的電源和接地平面/總線上產生大量噪聲，可能會干擾敏感的模擬電路?？梢允褂迷肼?a target="_blank">濾波器和 PCB 布局技術來降低 PWM 引起的噪聲，但這些措施會使設計復雜化，并且可能仍無法為敏感電路提供足夠的噪聲降低。
    一種解決方案是使用線性電路來驅動 TE 冷卻器，從而消除 PWM 驅動器的高 dv/dt、高電流脈沖。另一方面，線性驅動器往往效率低下，導致驅動設備散熱更多。
    本設計理念的電路采用第三種方法，基于 H 橋驅動器拓撲。在該電路中，傳輸晶體管在接近其飽和點時運行以減少耗散損耗。熟悉電路后，我們將比較5V和3.3V電源電壓的情況。

    在橋的低壓側使用壓控電流吸收器，在滿量程下接近飽和運行，在高壓側使用完全飽和的開關，使我們能夠將電源電壓降低到電壓總和下降到傳輸晶體管和負載的電壓剛好低于產生驅動器輸出電流所需的電源電壓（圖 1）。

    圖 1 H 橋由低側 V CCS的模擬信號和用于切換電流極性的數(shù)字信號驅動，從而反轉熱流。
    驅動晶體管 M3 和 M4 中的耗散出現(xiàn)在滿量程電流下。這些器件在飽和或截止狀態(tài)下運行，因此功耗永遠不會超過幾十毫瓦。
    使用這種架構，可以調整電源電壓以限度地減少功率浪費，同時允許接近全額定電流按需流入 TE 冷卻器。選擇非常低的 R ds(on) FET 和接近實用值的電流檢測電阻有助于減少功率浪費。對于此應用，F(xiàn)ET 的 Vth規(guī)格必須小于 2V。
    通過將電源電壓從 5V 降低至 3.3V，滿量程電流已從 2V 輸入時的 2A 降低至 1.63V 輸入時的 1.63A（圖 2 和圖 3 ）。只要這不影響設計的熱流要求，好處就很明顯；電流傳輸晶體管的峰值耗散已從 3.3W 降低至 0.8W，熱損耗減少了 75%。

    驅動器晶體管 M1 在 1.63 A 時的耗散（比較 5V 和 3.3V 電源情況下的相等負載電流）已從 2 W 降低至約 20 mW（圖 3 ）。

    圖 2當電源電壓為 5V 時，在 I (TEC) = 1.25 A 時，驅動晶體管 M1 的功耗為 3.15 W。在滿量程電流 2.0 A 時，M1 的功耗為 1.9 W。

    功耗 3.3V

    圖 3將電源電壓降低至 3.3V 可將驅動器晶體管 M1 的峰值功耗降低至 1.35 W，此時 I (TEC) = 0.8 A。在滿量程電流 1.65 A 下，M1 的功耗僅為 20 mW。
    驅動晶體管 M3 和 M4 中的耗散出現(xiàn)在滿量程電流下。這些器件在飽和或截止狀態(tài)下運行，因此功耗永遠不會超過幾十毫瓦。
    這種線性驅動器解決方案提供的效率特別適用于電池供電的 TE 冷卻器應用。該電路還通過消除由銳邊 PWM 電流脈沖產生的電噪聲，在交流線路供電系統(tǒng)中提供了優(yōu)勢。
    閱讀更多設計理念為簡單起見，圖 1 中的示例電路僅顯示冷卻（或加熱，取決于 TE 冷卻器的安裝方式）驅動，但它可以輕松適應雙模式操作。對于需要數(shù)字控制的應用，將冷卻器驅動電路連接到微控制器的數(shù)字和模擬輸出以實現(xiàn)加熱和冷卻操作相當簡單。