基于分时处理的发热丝的温度控制电路及温度控制方法技术

本发明专利技术公开了基于分时处理的发热丝的温度控制电路及温度控制方法，包括MCU、分压电阻、锂电池电源、复位按键和第一电控控制开关，所述的第一电控控制开关和分压电阻串联在发热丝和锂电池电源之间，还包括有第二电控控制开关，所述的第二控制开关并联在第一电控控制开关和分压电阻串联后的电路两端。本发明专利技术通过设定增加第二控制开关，并对加热电路进行变化，从而能够通过开关跳整控制加热丝的加热时间，从而通过加热时间的控制调整最后使烟丝的加热温度与设定温度相同，而且大大增加了测量温度调整的精度，从而使温度的调整其更具有可靠性以及可应用的范围。

Temperature Control Circuit and Temperature Control Method of Heating Wire Based on Time Sharing Processing

The invention discloses a temperature control circuit and a temperature control method of a heating wire based on time-sharing processing, including a MCU, a voltage dividing resistor, a lithium battery power supply, a reset key and a first electronic control switch. The first electronic control switch and a voltage dividing resistor are connected in series between the heating wire and the power supply of a lithium battery, and a second electronic control switch is also included. The second control switch is connected in parallel. The first electronically controlled switch and dividing resistance are connected in series at both ends of the circuit. By setting and adding a second control switch and changing the heating circuit, the heating time of the heating wire can be controlled by jumping the switch, so that the heating temperature of the tobacco can be adjusted by controlling the heating time, and finally the heating temperature of the tobacco is the same as the setting temperature, and the accuracy of the temperature adjustment is greatly increased, thus making the temperature adjustment more reliable and applicable. Scope.

【技术实现步骤摘要】
基于分时处理的发热丝的温度控制电路及温度控制方法
本专利技术涉及烟叶发热丝温度控制
，尤其涉及基于分时处理的发热丝的温度控制电路及温度控制方法。
技术介绍
目前，该新型卷烟通过发热丝加热产香物质使之产生烟雾，发热丝通常有不锈钢丝和镍丝等金属材料。金属材料的电阻和温度相关就是电阻温度系数（temperaturecoefficientofresistance简称TCR）表示电阻当温度改变1℃时，电阻值的相对变化，单位为ppm/℃（即10E（-6）/℃）。金属材料的电阻也会随着温度的变化而改变。目前电子烟的温控技术就是依据金属的这个特性来实现温控功能。例如：电子烟不锈钢发热丝在室温下25℃的阻值为1Ω，通电后随着温度到125℃时，电阻变为1.12Ω，在225℃的时候又变成了1.24Ω，在325℃的时候变为1.36Ω，根据这样的阻值变化规律，通过测得当前不锈钢发热丝的电阻值，就能计算出不锈钢发热丝的当前温度。在电子烟中，“发热丝”负责加热、蒸发烟油，从而产生雾气。发热丝常用不锈钢丝，室温下25℃的阻值为1.0Ω。发热丝可采用片状、针状、锥状等结构，也可采用这几种形状的组合成多加热丝结构。现有烟叶发热丝中温度控制电路如图1中当按键K按下，U1发出控制信号控制U3打开，发热丝开始工作，由于R1采样电阻阻值小（采样电阻串在主路中，消耗的功率是无用功率，阻值选用1mΩ），Va和Vb两电压差值信号很小（小于10mv），如直接输入到U1的ADC口，ADC由于取样误差的存在，经U1数模变换后，Va和Vb两电压差值信号转换为数字信号后基本为零，为解决此问题，因此要用高增益差分运算放大器U2，运算出（Va-Vb）再放大增益100倍后，输出信号到U1的ADC2输入口，Vb电压信号直接输入U1的ADC1口。发热丝的当前电阻:Rt=(R1*Vb)/(Va-Vb)=(0.001XVb)/(Va-Vb)Ω,利用电阻对应的温度和电阻关系曲线，计算得出当前发热丝的温度T。但是现有的电路中取样电阻R1要采用精密合金电阻，精密合金电阻和高增益差分运算放大器的价格高，因此电路成本高。而且采用高增益差分运算放大器U2易受工作环境温度影响，随工作环境温度变化而引起测量精度下降。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于分时处理的发热丝的温度控制电路及温度控制方法，能够解决现有热丝的温度控制电路成本高、测量精度低的问题。本专利技术采用的技术方案为：一种基于分时处理的发热丝的温度控制电路，包括MCU、分压电阻、锂电池电源、复位按键和第一电控控制开关，所述的第一电控控制开关和分压电阻串联在发热丝和锂电池电源之间，还包括有第二电控控制开关，所述的第二控制开关并联在第一电控控制开关和分压电阻串联后的电路两端；所述的第二控制开关、分压电阻和发热丝三者接触点通过导线与PLC的第一模拟量输入端口，第一控制开关与分压电阻的接触点通过导线与MCU的第二模拟量输入端口。所述的分压电阻为碳膜电阻。基于根据权利要求1所述的基于分时处理的发热丝的温度控制电路的控制方法，包括如下步骤：A：当按键K按下,启动温度控制电路，设定第一电控开关U3，第二电控开关U4二者以t(10ms)为一个周期交替打开工作，其中加热时间为t1、计算时间为t2，闲置时间为t3，其中t=t1+t2+t3；B：第一个周期t内，设定加热时间t1=t-t2，然后计算t1时间内DSP/MCU根据ADC1和ADC2输入口采集到的Va和Vb的值，计算出发热丝的当前电阻：发热丝的当前电阻:Rt=(R1*Vb)/(Va-Vb)Ω，利用当前电阻的温度和电阻关系曲线，计算得出当前发热丝的温度值T1；C：如果T1的值与设定值相同，则下个加热周期可以按照此加热周期中的加热时间和闲置时间的分配比准进行周期加热，从而完成温度控制；否则，如果T1的值与设定值不相同，则需要调整单个周期内的加热时间和闲置时间的比重，然后进行下一个周期加热；D：当前周期的加热过程按照上个周期调整后得到时间和闲置时间的比重进行加热和停止，最后再进行加热电阻的温度测量，将得到测量的温度值与设定值比较，再次比较；如果测量的温度值与设定值相同，则不用调整时间和闲置时间的比重，继续下个周期的加热；如果测量的温度值与设定值不相同，则再次调整个周期内的加热时间和闲置时间的比重，然后进行下一个周期加热；E，重复步骤D，直至完成最后整个发热丝的温度控制过程。所述的周期t为10ms。所述的计算时间t2为0.2ms。所述的步骤C中的调整加热时间采用比例调整法，具体包括为：通过如下公式计算t1’=（1-(T1-T/T)）*t1，t1’为加热时间为t1的周期所在下个周期的运行加热时间。所述的步骤C与步骤D中的温度设置值相同或不同。所述的步骤C与步骤D中的温度设置值相同时，代表发热丝处于恒温控制。所述的步骤C与步骤D中的温度设置值不同时，代表发热丝处于增温控制。本专利技术通过设定增加第二控制开关，并对加热电路进行变化，从而能够通过开关跳整控制加热丝的加热时间，从而通过加热时间的控制调整最后使烟丝的加热温度与设定温度相同，而且大大增加了测量温度调整的精度，从而使温度的调整其更具有可靠性以及可应用的范围。附图说明图1为现有发热丝温度控制电路图；图2为本专利技术的电路图；图3为本专利技术所述控制信号B的波形图；图4为本专利技术所述控制信号A的波形图；图5为本专利技术所述发热丝电压Vb的波形图；图6为本专利技术所述发热丝电压Va的波形图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1、2和3所示，本专利技术包括MCU、分压电阻、锂电池电源、复位按键和第一电控控制开关，所述的第一电控控制开关和分压电阻串联在发热丝和锂电池电源之间其特征在于：还包括有第二电控控制开关，所述的第二控制开关并联在第一电控控制开关和分压电阻串联后的电路两端；所述的第二控制开关、分压电阻和发热丝三者接触点通过导线与PLC的第一模拟量输入端口，第一控制开关与分压电阻的接触点通过导线与MCU的第二模拟量输入端口。所述的分压电阻为碳膜电阻。一种基于分时处理的发热丝的温度控制电路的控制方法，包括如下步骤：A：当按键K按下,启动温度控制电路，设定第一电控开关U3，第二电控开关U4二者以t(10ms)为一个周期交替打开工作，其中加热时间为t1、计算时间为t2，闲置时间为t3，其中t=t1+t2+t3；B：第一个周期t内，设定加热时间t1=t-t2，然后计算t1时间内DSP/MCU根据ADC1和ADC2输入口采集到的Va和Vb的值，计算出发热丝的当前电阻：发热丝的当前电阻:Rt=(R1*Vb)/(Va-Vb)Ω，利用当前电阻的温度和电阻关系曲线，计算得出当前发热丝的温度值T1；C：如果T1的值与设定值相同，则下个加热周期可以按照此加热周期中的加热时间和闲置时间的分配比准进行周期加热，从而完成温度控制；否则，如果T1的值与设定值不相同，则需要调整单个周期内的加热时间和闲置时间的比重，然后进行下一个周期加热；D：当前周期的加热过程按照上个周期调整后得到时间和闲置时间的比重进行加热和停止，最后再进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于分时处理的发热丝的温度控制电路，包括MCU、分压电阻、锂电池电源、复位按键和第一电控控制开关，所述的第一电控控制开关和分压电阻串联在发热丝和锂电池电源之间，其特征在于：还包括有第二电控控制开关，所述的第二控制开关并联在第一电控控制开关和分压电阻串联后的电路两端；所述的第二控制开关、分压电阻和发热丝三者接触点通过导线与PLC的第一模拟量输入端口，第一控制开关与分压电阻的接触点通过导线与MCU的第二模拟量输入端口。

【技术特征摘要】
1.基于分时处理的发热丝的温度控制电路，包括MCU、分压电阻、锂电池电源、复位按键和第一电控控制开关，所述的第一电控控制开关和分压电阻串联在发热丝和锂电池电源之间，其特征在于：还包括有第二电控控制开关，所述的第二控制开关并联在第一电控控制开关和分压电阻串联后的电路两端；所述的第二控制开关、分压电阻和发热丝三者接触点通过导线与PLC的第一模拟量输入端口，第一控制开关与分压电阻的接触点通过导线与MCU的第二模拟量输入端口。2.根据权利要求1所述的基于分时处理的发热丝的温度控制电路，其特征在于：所述的分压电阻为碳膜电阻。3.根据权利要求1所述的基于分时处理的发热丝的温度控制电路的温度控制方法，其特征在于：包括如下步骤：A：当按键K按下,启动温度控制电路，设定第一电控开关U3，第二电控开关U4二者以t(10ms)为一个周期交替打开工作，其中加热时间为t1、计算时间为t2，闲置时间为t3，其中t=t1+t2+t3；B：第一个周期t内，设定加热时间t1=t-t2，然后计算t1时间内DSP/MCU根据ADC1和ADC2输入口采集到的Va和Vb的值，计算出发热丝的当前电阻：发热丝的当前电阻:Rt=(R1*Vb)/(Va-Vb)Ω，利用当前电阻的温度和电阻关系曲线，计算得出当前发热丝的温度值T1；C：如果T1的值与设定值相同，则下个加热周期可以按照此加热周期中的加热时间和闲置时间的分配比准进行周期加热，从而完成温度控制；否则，如果T1的值与设定值不相同，则需要调整单个周期内的加热时间和闲置时间的比重，然后进行下一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈泽少，杨静，袁岐山，赵阔，张东豫，朱琦，赵超，高安生，郑峰洋，张孟伟，
申请(专利权)人：河南中烟工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河南,41