一种温度控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种温度控制方法及系统，用以解决现有技术中温度控制电路体积较大的问题，该方法包括：采集被控对象当前温度；如果当前温度大于预设温度，则输出第一PWM控制信号对被控对象进行制冷；判断被控对象能否达到预设温度，如果是，则持续对被控对象进行制冷；如果否，则控制第一PWM控制信号的占空比为100％，且控制直流稳压模块的输出电压，以对被控对象进行制冷；如果当前温度小于预设温度，则输出第二PWM控制信号对被控对象进行加热；判断被控对象能否达到预设温度，如果是，则持续对被控对象进行加热；如果否，则控制第二PWM控制信号占空比为100％且控制直流稳压模块的输出电压，该方案保证了加热/制冷器件以较高的效率工作。

Temperature control method and system

The invention provides a temperature control method and system, in order to solve the problem of temperature control circuit of large volume in the prior art, the method includes: collecting current plant temperature; if the current temperature is greater than the preset temperature, then cooling the object PWM outputs a first control signal; judging whether the object reaches the preset temperature, if it is then, continuous refrigeration of the object; if not, then the control of the first control signal of PWM 100% duty cycle, output voltage and DC voltage control module, with the object of refrigeration; if the temperature is less than the preset temperature, heating of the object second PWM output control signal; judging whether the object reaches the preset temperature, if yes, continued heating of the object; if not, the control second PWM control signal The duty cycle is 100%, and the output voltage of the DC voltage regulator module is controlled, and the scheme ensures that the heating / cooling device works at higher efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种温度控制方法及系统
本专利技术涉及激光器的温度控制领域，特别是涉及一种温度控制方法及系统。
技术介绍
在激光
，为获得一种波长，或特定输出模式的激光，通常需要用一种光源泵浦激光工作物质，并通过特定的光学器件组成的光路，进行光路的光学变换，达到理想激光输出。其中光源的波长，工作物质产生的激光波长，及同样注入能量下的电光效率都与温度相关。因此要实现激光器输出能量和波长的精确控制，则需要对其中的温度敏感器件进行精确温控。另外在某些应用场合，对激光器的体积重量有严格的要求。因此，一种即可实现精确温控又能满足小型化、轻量化要求的温度控制方法及系统对激光器及其相关应用系统至关重要。图1为现有技术中的第一种温度控制系统的结构框图，如图1所示，针对第一种温度控制系统而言，其通过全桥电路的开关通断，控制加热/制冷器件的工作时间，从而达到控制加热/制冷平均功率和加热/制冷量的目的。这种方式中，加热/或制冷器件的输入电压电流是脉冲形式，加热或制冷不连续，电流不连续。对于作为负载的加热/制冷器件，在脉冲工作状态下加热/制冷效率低，同时作为开关的器件电应力大，电路的电磁兼容性差。图2为现有技术中的第二种温度控制系统的结构框图，如图2所示，针对第二种温度控制系统而言，其通过电压变换控制加热/制冷器件上的电压电流的大小，以达到控制加热/制冷功率和加热/制冷量的目的。第二种温度控制系统中，由于设置了滤波电路，从而使加热或制冷连续，电流连续，加热或制冷器件的效率高，然而其实现电路的体积重量较第一种电路有明显增加，为减小磁性元件体积，电压变换的功率开关管工作频率高，开关损耗大，同时电路相对复杂。
技术实现思路
本专利技术提供一种温度控制方法及系统，以解决现有技术中的问题，在减少开关器件的电应力的同时，还能减小温度控制系统的体积。根据本专利技术的第一个方面，提供了一种温度控制方法，该方法包括如下步骤：步骤S100、采集被控对象的当前温度；步骤S200、比较当前温度与预设温度的大小，如果当前温度大于预设温度，则进入步骤S300；如果当前温度小于预设温度，则进入步骤S400；步骤S300、输出第一PWM(PulseWidthModulation，脉冲宽度调制)控制信号以控制加热/制冷器件对被控对象进行制冷；判断被控对象能否达到预设温度，如果能，则进入步骤S500；如果不能，则进入步骤S600；步骤S400、输出第二PWM控制信号以控制加热/制冷器件对被控对象进行加热；判断被控对象能否达到预设温度，如果能，则进入步骤S700；如果不能，则进入步骤S800；步骤S500、持续通过第一PWM控制信号控制加热/制冷器件对被控对象进行制冷；步骤S600、控制第一PWM控制信号的占空比为100％，且控制直流稳压模块的输出电压，以控制加热/制冷器件对被控对象进行制冷，以达到预设温度；步骤S700、持续通过第二PWM控制信号控制加热/制冷器件对被控对象进行加热；步骤S800、控制第二PWM控制信号的占空比为100％，且控制直流稳压模块的输出电压，以控制加热/制冷器件对被控对象进行加热，以达到预设温度。可选的，上述步骤S200具体包括：步骤S210、根据当前温度与预设温度的偏差进行PID(比例积分微分)计算，并获取PID计算值；步骤S220、将PID计算值与预设的第一阈值相比较，如果PID计算值大于或等于第一阈值，则进入步骤S300；如果PID计算值小于第一阈值，则进入步骤S400。可选的，上述步骤S300具体包括：步骤S310、输出第一PWM控制信号以控制加热/制冷器件对被控对象进行制冷；步骤S320、将PID计算值与预设的第二阈值相比较，如果PID计算值小于或等于第二阈值，则进入步骤500；如果PID计算值大于第二阈值，则进入步骤600；第二阈值大于第一阈值。可选的，上述步骤S400具体包括：步骤S410、输出第二PWM控制信号以控制加热/制冷器件对被控对象进行加热；步骤S420、将PID计算值与预设的第三阈值相比较，如果PID计算值大于或等于第三阈值，则进入步骤S700；如果PID计算值小于第三阈值，则进入步骤S800；第三阈值小于第一阈值。可选的，上述步骤S500具体包括：步骤S510、将PID计算值转换为第一PWM控制信号的占空比，同时控制直流稳压模块的调节端电压为下限值；步骤S700具体包括：步骤S710、将PID计算值转换为第二PWM控制信号的占空比，同时控制直流稳压模块的调节端电压为下限值。根据本专利技术的第二个方面，提供了一种温度控制系统，包括：直流稳压模块、全桥电路、全桥电路驱动电路、加热/制冷器件、主控模块和设置在被控对象上的温度传感器；温度传感器与主控模块的输入端相连，用于采集被控对象的当前温度；主控模块的第一PWM控制输出端与全桥电路驱动电路的第一控制输入端相连；主控模块的第二PWM控制输出端与全桥电路驱动电路的第二控制输入端相连；主控模块的调节控制端与直流稳压模块的调节端相连；全桥电路驱动电路的控制输出端与全桥电路的控制输入端相连；全桥电路的控制输出端与加热/制冷器件的输入端相连；全桥电路的电压输入端与直流稳压模块的输出端相连；加热/制冷器件用于对被控对象进行加热或制冷；主控模块用于比较当前温度与预设温度的大小，如果当前温度大于预设温度，则输出第一PWM控制信号以控制加热/制冷器件对被控对象进行制冷；如果当前温度小于预设温度，则输出第二PWM控制信号以控制加热/制冷器件对被控对象进行加热；主控模块还用于判断被控对象能否达到预设温度，如果能，则持续通过第一/第二PWM控制信号控制加热/制冷器件对被控对象进行加热/制冷；如果不能，则控制第一/第二PWM控制信号的占空比为100％，且控制直流稳压模块的输出电压，并将直流稳压模块的输出电压输出给全桥电路，以控制加热/制冷器件对被控对象进行加热，以达到预设温度。可选的，上述主控模块包括：计算单元，用于根据当前温度与预设温度的偏差进行比例积分微分PID计算，并获取PID计算值；第一控制单元，用于将PID计算值与预设的第一阈值相比较，如果PID计算值大于或等于第一阈值，则向全桥电路驱动电路的第三控制端输出制冷逻辑信号；如果PID计算值小于第一阈值，则向全桥电路驱动电路的第三控制端输出加热逻辑信号。可选的，上述主控模块还包括：第二控制单元，用于将PID计算值与预设的第二阈值相比较，如果PID计算值小于或等于第二阈值，则控制第一PWM控制输出端持续工作，以控制加热/制冷器件对被控对象进行制冷；如果PID计算值大于第二阈值，则控制第一PWM控制信号的占空比为100％，且控制直流稳压模块输出电压，以控制加热/制冷器件对被控对象进行制冷，以达到预设温度；第二阈值大于第一阈值。可选的，上述主控模块还包括：第三控制单元，用于将PID计算值与预设的第三阈值相比较，如果PID计算值大于或等于第三阈值，则控制第二PWM控制输出端持续工作，以控制加热/制冷器件对被控对象进行加热；如果PID计算值小于第三阈值，则控制第二PWM控制信号的占空比为100％，且控制直流稳压模块的输出电压，以控制加热/制冷器件对被控对象进行加热，以达到预设温度；第三阈值小于第一阈值。可选的，上述主控模块还包括：第四控制单元，用于将PID计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温度控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S100、采集被控对象的当前温度；步骤S200、比较所述当前温度与预设温度的大小，如果所述当前温度大于预设温度，则进入步骤S300；如果所述当前温度小于预设温度，则进入步骤S400；步骤S300、输出第一PWM控制信号以控制加热/制冷器件对所述被控对象进行制冷；判断所述被控对象能否达到所述预设温度，如果能，则进入步骤S500；如果不能，则进入步骤S600；步骤S400、输出第二PWM控制信号以控制加热/制冷器件对所述被控对象进行加热；判断所述被控对象能否达到所述预设温度，如果能，则进入步骤S700；如果不能，则进入步骤S800；步骤S500、持续通过所述第一PWM控制信号控制加热/制冷器件对所述被控对象进行制冷；步骤S600、控制所述第一PWM控制信号的占空比为100％，且控制直流稳压模块的输出电压，以控制所述加热/制冷器件对所述被控对象进行制冷，以达到所述预设温度；步骤S700、持续通过所述第二PWM控制信号控制所述加热/制冷器件对所述被控对象进行加热；步骤S800、控制所述第二PWM控制信号的占空比为100％，且控制直流稳压模块的输出电压，以控制所述加热/制冷器件对所述被控对象进行加热，以达到所述预设温度。...

【技术特征摘要】
1.一种温度控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S100、采集被控对象的当前温度；步骤S200、比较所述当前温度与预设温度的大小，如果所述当前温度大于预设温度，则进入步骤S300；如果所述当前温度小于预设温度，则进入步骤S400；步骤S300、输出第一PWM控制信号以控制加热/制冷器件对所述被控对象进行制冷；判断所述被控对象能否达到所述预设温度，如果能，则进入步骤S500；如果不能，则进入步骤S600；步骤S400、输出第二PWM控制信号以控制加热/制冷器件对所述被控对象进行加热；判断所述被控对象能否达到所述预设温度，如果能，则进入步骤S700；如果不能，则进入步骤S800；步骤S500、持续通过所述第一PWM控制信号控制加热/制冷器件对所述被控对象进行制冷；步骤S600、控制所述第一PWM控制信号的占空比为100％，且控制直流稳压模块的输出电压，以控制所述加热/制冷器件对所述被控对象进行制冷，以达到所述预设温度；步骤S700、持续通过所述第二PWM控制信号控制所述加热/制冷器件对所述被控对象进行加热；步骤S800、控制所述第二PWM控制信号的占空比为100％，且控制直流稳压模块的输出电压，以控制所述加热/制冷器件对所述被控对象进行加热，以达到所述预设温度。2.根据权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，所述步骤S200具体包括：步骤S210、根据所述当前温度与所述预设温度的偏差进行PID计算，并获取PID计算值；步骤S220、将所述PID计算值与预设的第一阈值相比较，如果所述PID计算值大于或等于第一阈值，则进入步骤S300；如果所述PID计算值小于所述第一阈值，则进入步骤S400。3.根据权利要求2所述的温度控制方法，其特征在于，所述步骤S300具体包括：步骤S310、输出所述第一PWM控制信号以控制所述加热/制冷器件对所述被控对象进行制冷；步骤S320、将所述PID计算值与预设的第二阈值相比较，如果所述PID计算值小于或等于所述第二阈值，则进入步骤500；如果所述PID计算值大于所述第二阈值，则进入步骤600；所述第二阈值大于所述第一阈值。4.根据权利要求3所述的温度控制方法，其特征在于，所述步骤S400具体包括：步骤S410、输出所述第二PWM控制信号以控制所述加热/制冷器件对被控对象进行加热；步骤S420、将所述PID计算值与预设的第三阈值相比较，如果所述PID计算值大于或等于所述第三阈值，则进入步骤S700；如果所述PID计算值小于所述第三阈值，则进入步骤S800；所述第三阈值小于所述第一阈值。5.根据权利要求4所述的温度控制方法，其特征在于，所述步骤S500具体包括：步骤S510、将所述PID计算值转换为所述第一PWM控制信号的占空比，同时控制所述直流稳压模块的调节端电压为下限值；所述步骤S700具体包括：步骤S710、将所述PID计算值转换为所述第二PWM控制信号的占空比，同时控制所述直流稳压模块的调节端电压为下限值。6.一种温度控制系统，其特征在于，包括：直流稳压模块、全桥电路、全桥电路驱动电路、加热/制冷器件、主控模块和设置在被控对象上的温度传感器；所述温度传感器与所述主控模块的输入端相连，用于采集...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑毅，朱虹，吴军勇，田晓霞，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十一研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11