这是一个很好的问题，但是您涉及到许多需要解释的问题。如果要正确地做，答案并不像您可能希望的那样简单。有很多问题。
如今，通常通过PWM来调制功率。PWM代表脉宽调制，它意味着您可以在猛击全开和全关之间快速切换。如果您这样做的速度足够快，则接通电源的设备只会看到平均值。这种情况非常普遍，以至于大多数微控制器都内置了PWM发生器。您需要在特定的时间段内设置硬件，然后要做的就是将新值写入某个寄存器，然后硬件会自动更改占空比，这是打开输出的时间的一部分。您可以在10赫兹的PWM PWM频率下运行直流有刷电机，但无法分辨出它与平均直流之间的差异。为避免发出嘶哑的声音，可以在24 kHz PWM下运行它。开关电源在很大程度上基于此原理工作，并在处理器的控制下从10s的高kHz运行到100s的kHz，或者在专用芯片上的MHz以上。
用开/关脉冲驱动事物的一大优点是，开关中没有功率损耗。由于电流为0，所以在关闭时开关不能耗散任何功率，而在其两端通过的电压为0时开关不能耗散任何功率。关闭状态。PWM频率的上限之一是确保开关将其大部分时间都花在全开或全关上，并且之间没有太多时间。
您可能认为这听起来很容易。只需连接正确的晶体管作为开关即可向Peltier供电，并从微控制器不可避免的PWM输出驱动它。不幸的是，由于Peltiers的工作原理，这并不容易。
珀尔帖的冷却功率与电流成正比。但是，珀耳帖还具有一些内部电阻，该电阻会因电流而发热。电阻散发的热量与电流的平方成正比。这两种效果都在珀尔帖冷却器中竞争。由于内部加热与电流的平方成正比，但是冷却功率仅与电流成正比，因此最终会出现一个点，在此点上，额外的电流会导致产生更多的热量，而额外的冷却无法消除。那是最大的冷却电流，这是制造商应该事先告诉您的。
现在您可能正在考虑，好吧，我将在0至最大冷却电流（或电压）之间进行PWM。但是，它仍然不是那么简单，有两个原因。首先，最大冷却点也是效率最低的点（假设您足够聪明，不会使其运行于最大冷却点之上）。在这一点上脉动将导致冷却量消耗最多的功率，这也意味着要除去的冷却量最多的热量。其次，较大的热循环对珀尔帖不利。所有这些不同的收缩和膨胀最终都会破坏某些东西。
因此，您想在一些平稳的电压或电流下运行珀尔帖，仅缓慢变化以响应温度需求。这对于Peltier来说很好用，但是现在您在驱动电子设备方面遇到了问题。全开或全关开关不耗散任何电源的好主意不再适用。
但是，等等，它仍然可以。您只需插入一些东西即可使Peltier看到的开/关脉冲变得平滑。实际上，这基本上就是开关电源的功能。以上所有都是介绍解决方案的方法，我觉得没有背景就没有任何意义。这是一个可能的电路：
这看起来比它复杂，因为其中有两个PWM驱动的开关。稍后我将解释原因，但现在仅假装D2，L2和Q2不存在。
这种特殊类型的N沟道FET可以直接由微控制器引脚驱动，这使驱动电子设备变得更加简单。每当栅极为高电平时，FET就会导通，这会使L1的底端短路到地。这将通过L1积累一些电流。当FET再次关闭时，该电流继续流过D1（尽管它会随着时间的流逝而减小）。由于D1连接到电源，因此L1的底端将比此时的电源电压高一点。总体效果是L1的底端在0V和电源电压之间切换。Q1栅极上的PWM信号的占空比决定了低电平和高电平的相对时间。占空比越高，被驱动到地面的时间L1的分数越高。
好的，那只是通过电源开关的基本PWM。但是，请注意，这并不直接与珀尔帖相关。L1和C1构成一个低通滤波器。如果PWM频率足够快，则L1底部的0-12 V峰峰值信号中很少有信号到达L1的顶部。而且，使PWM频率足够快正是我们计划要做的。我可能至少以100 kHz的频率运行它，也许还要多一点。幸运的是，对于许多具有内置PWM硬件的现代微控制器来说，这并不难。
现在是时候解释为什么Q1，L1和D1是重复的了。原因是电流能力更大，而不必获得不同类型的零件。还有一个好处是，PWM频率L1和L2以及C1必须滤波，是每个开关驱动的两倍。频率越高，越容易过滤掉并仅保留平均值。
您需要近6A的电流。当然，可以使用FET和电感器来解决这一问题。但是，很容易从处理器引脚直接驱动的FET在内部会有一些折衷，通常不允许这么大的电流。在这种情况下，我认为能够直接从处理器引脚驱动两个FET而不是最大限度地减少绝对零件数的简单性值得。与我展示的两个FET相比，带有栅极驱动器芯片的更大的FET可能不会为您节省任何钱，而且电感器也将更容易找到。例如，Coilcraft RFS1317-104KL是一个不错的选择。
请注意，两个门由彼此异相180°的PWM信号驱动。在硬件中轻松执行此操作的功能并不像PWM生成器那样普遍，但是仍有许多微控制器可以执行此操作。在紧要关头，您可以使用相同的PWM信号来驱动它们，但是随后您失去了PWM频率的优势，因此低通滤波器需要摆脱两倍于每个单独PWM信号的两倍的优势。电路的两半也将同时从电源要求电流。
您不必担心任何一个PWM占空比都会给Peltier带来什么电压或电流，尽管我会找出导致最大冷却点的原因，并且永远不会将占空比设置为高于固件中的占空比。如果电源电压是最大冷却点，那么您不必担心，可以一直达到100％占空比。
在固件中高于PWM占空比的下一个级别，您将需要一个控制环。如果操作正确，这将首先自动驱动冷却器，然后在温度接近设定点时自动关闭。有很多控制方案。您可能应该研究PID（比例，积分，微分），不是因为它是最好的，还是因为它是最优的，而是因为它应该工作得很好，并且在那里有很多信息。
这里有更多内容可供参考，并且调整PID参数可能是一本完整的书，但是这里的答案已经很长了，因此我将停止。提出更多问题以获取更多细节。
过滤零件值
通常，我将电感器和电容器的值从空中抽了出来，但是根据直觉和经验，这些值已经足够好了。对于那些不习惯这些的人，这里有一个详细的分析，它显示了PWM纹波确实已被衰减到可以忽略。实际上，仅将其降低到DC平均水平的百分之几就足够了，但是在这种情况下，它们显然降低到远低于重要水平。
查看LC滤波器有几种方法。一种方法是将两个部分视为一个分压器，每个部分的阻抗取决于频率。另一种方法是找到低通滤波器的滚降频率，并查看我们试图衰减的频率高出多少倍。这两种方法应得出相同的结论。
电容器和电感器的阻抗大小为：
ž 帽 = 1 /ωC
Ž IND =ωL
其中C是法拉的电容，L是亨利的电感，ω是弧度/秒的频率，Z是所得复阻抗的大小，以欧姆为单位。请注意，ω可以扩展为2πf，其中f是以Hz为单位的频率。
请注意，随着电感器阻抗的增加，电容阻抗会随频率而降低。
低通滤波器的滚降频率是两个阻抗大小相等时的频率。从上面的等式可以得出
f = 1 /（2πsqrt（LC））
上面显示的部分值为734 Hz。因此，100 kHz PWM频率约为该下降频率的136倍。由于这已经远远超出了滤波器的“拐点”区域，因此它将电压信号的平方衰减，在这种情况下约为19k倍。在将12 Vpp方波的基波衰减19,000次之后，将不会对本应用造成任何后果。其余的谐波将进一步衰减。方波中的下一个谐波是三次谐波，它的衰减比基波还要大9倍。
电感器的电流值等于它们必须能够承载的峰值电流。现在，我正在仔细地研究它，因此我确实在这里犯了一个错误。在典型的降压转换器中，峰值电感器电流始终比平均值高一点。即使在连续模式下，电感电流在理想情况下也是一个三角波。由于平均值是总输出电流，因此峰值明显更高。
但是，该逻辑不适用于此特定情况。最大电流为100％PWM占空比，这意味着将12 V直接连续施加到Peltier。那时，总的平均和峰值电感器电流是相同的。在较低电流下，电感器电流为三角形，但平均值也较低。最后，您只需要电感器即可处理最大连续输出电流。由于通过Peltier的总最大电流约为6 A，因此每个电感器仅需要能够处理3A。额定值为3.5 A的电感器仍可以正常工作，但3 A电感器也足够好