一种低温温控PWM电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种低温温控PWM电路，三角波发生器电路通过自激振荡产生三角波Vo1；温度信号检测及放大电路采集温度信号放大后送到误差放大及比较电路中；温度设定电路产生具有一定可调范围的基准电压，作为设定的温度信号电压Vo3；误差放大及比较电路中的运算放大器将设定的温度信号电压Vo3与采集并放大的温度电压信号Vo2的电压差值放大，输出电压Vo4送入比较器；由比较器将输出电压Vo4与三角波Vo1比较产生脉冲信号，经反相器反相后输出最终的PWM信号。本实用新型专利技术电路结构较简单，只要单一电源即可工作，外部调整及接口方便，三角波幅度、PWM电路的频率、脉冲宽度调制的灵敏度等均可方便地调整。

A Low Temperature PWM Circuit

【技术实现步骤摘要】
一种低温温控PWM电路
本技术涉及一种PWM（脉冲宽度调制）电路，特别是一种结构简单、单电源工作、参数调整方便的用于低温制冷恒温控制的PWM电路。
技术介绍
在控制驱动等电子系统中，PWM（脉冲宽度调制）电路常用于恒温、恒速等控制。它的核心是由被控量实时控制PWM电路输出的脉冲宽度，以达到闭环恒定控制的目的。从系统的可靠性和成本方面考虑，一般要求PWM电路结构简单、参数调整方便、与驱动部分的接口兼容性好等。目前大多的用于低温温控的PWM电路，要么采用专用芯片，参数调整不便，且与测温电路及制冷控制电路接口不易实现。要么采用多器件、需要正负电源供电及较复杂的三角波发生器，使得电路构成较复杂，使用和调整都较麻烦。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种结构较简单、参数调整及接口方便、单电源工作的低温恒温控制的PWM电路。电路只要单一电源即可工作，三角波发生器由单个运算放大器构成，三角波幅度、PWM电路的频率、脉冲宽度调制的灵敏度等均可方便地调整。实现本技术目的的技术方案：一种低温温控PWM电路，其特征是，包括虚拟地电路、三角波发生器电路、温度信号检测及放大电路、温度设定电路、误差放大及比较电路；虚拟地电路为其它电路提供参考零电压；三角波发生器电路通过自激振荡产生三角波Vo1,输出至误差放大及比较电路5中的比较器的其中一个输入端；温度信号检测及放大电路采集温度信号放大后送到误差放大及比较电路中的运算放大器的其中一个输入端；温度设定电路产生具有一定可调范围的基准电压，作为设定的温度信号电压Vo3，送到误差放大及比较电路中的运算放大器的另一输入端；误差放大及比较电路中的运算放大器将设定的温度信号电压Vo3与采集并放大的温度电压信号Vo2的电压差值放大，输出电压Vo4送入比较器的另一输入端；由比较器将输出电压Vo4与三角波Vo1比较产生脉冲信号，脉冲信号经反相器反相后输出最终的PWM信号。虚拟地电路采用精密虚拟地芯片，由精密虚拟地芯片将输入的电源Vcc转换为半电源Vcc/2并输出。虚拟地电路的输出电压经第一电阻输入至第二运算放大器的同相输入端，虚拟地电路的输出电压同时经第一电容连接至第二运算放大器反相输入端；第二运算放大器的输出端经第二电阻正反馈至第二运算放大器的同相输入端，第二运算放大器的输出端经第三电阻负反馈至运算放大器的反相输入端。温度信号检测及放大电路中包括温度探测器和第三运算放大器；温度探测器将探测输出的温度电压信号输入至第三运算放大器进行放大，得到温度电压信号Vo2。温度探测器为二极管。温度设定电路中包括基准电压源、至少一个阻值可调的电位器或电阻器和第四运算放大器；基准电压源产生的参考电压经电位器或电阻器调节输出可调的电压信号，经第四运算放大器放大后作为设定的温度信号电压Vo3。误差放大及比较电路中还包括第五电阻和第八电阻；温度电压信号Vo2经第五电阻输入至运算放大器的反相输入端；运算放大器的输出端经第八电阻反馈至运算放大器的的反相输入端。本技术的优点为：电路结构较简单，只要单一电源即可工作，外部调整及接口方便，三角波幅度、PWM电路的频率、脉冲宽度调制的灵敏度等均可方便地调整。附图说明图1是本技术PWM电路的原理框图。图2是本技术PWM电路的电路图，其中1为虚拟地电路、2为三角波发生器电路、3为温度信号检测及放大电路、4为温度设定电路、5为误差放大及比较电路。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，而不能以此来限制本技术的保护范围。如图1本技术一种低温温控PWM电路的原理框图所示，包括虚拟地电路、三角波发生器电路、温度信号检测及放大电路、温度设定电路和误差放大及比较电路5部分。如图2所示，为本技术一种低温温控PWM电路包括虚拟地电路1、三角波发生器电路2、温度信号检测及放大电路3、温度设定电路4、误差放大及比较电路5。图中Vcc为正电源端，GND为正电源的参考地。虚拟地电路1包括精密虚拟地芯片N4，采用TLE2426芯片，它将输入的电源Vcc转换为半电源Vcc/2并输出,该输出具有100mA电流吞吐能力，将此半电源作为其它几部分电路输入输出的零电压（0V）参考。这样其它部分相当于在±Vcc/2的双电源下工作，保证需要双电源工作的各个运算放大器能正常工作。以下的说明均以Vcc/2作为零电压（0V）参考。三角波发生器电路2包括1只片式多层陶瓷电容C1，3只厚膜电阻R1、R2、R3,1只运算放大器N1B。半电源Vcc/2经电阻R1输入至运算放大器N1B的同相端，半电源Vcc/2同时经陶瓷电容C1连接至运算放大器N1B反相端；运算放大器N1B的输出端经电阻R2正反馈至运算放大器N1B的同相端，运算放大器N1B的输出端经电阻R3负反馈至运算放大器N1B的反相端。三角波发生器电路2通过自激振荡产生三角波Vo1,输出给误差放大及比较电路5的比较器N1A的同相输入端。产生三角波的原理是：电路加电后，由于电阻R2的正反馈作用，运算放大器N1B的输出迅速正饱和，输出饱和电压Vom，这时运算放大器N1B同相端的电压为Vom×R1/(R1+R2)。尔后，（1）陶瓷电容C1通过电阻R3充电，陶瓷电容C1的电压即运算放大器N1B反相端的电压充电至Vom×R1/(R1+R2)，运算放大器N1B的输出负饱和，输出饱和电压-Vom，这时运算放大器N1B同相端的电压跳变为-Vom×R1/(R1+R2)。（2）陶瓷电容C1通过R3放电，从电压Vom×R1/(R1+R2)放电至电压为-Vom×R1/(R1+R2)后，运算放大器N1B的输出又正饱和，输出饱和电压Vom。然后重复（1）和（2）的过程。总结一下：运算放大器N1B的输出在正负饱和电压±Vom跳变（振荡），运算放大器N1B同相端的电压在±Vom×R1/(R1+R2)跳变，陶瓷电容C1的电压也是运算放大器N1B反相端的电压在±Vom×R1/(R1+R2)间通过电阻R3反复充放电。众所周知，RC充放电电压为三角波，即陶瓷电容C1的电压也就是电路的输出信号为三角波Vo1。根据RC充、放电的公式，可得到陶瓷电容C1从-Vom×R1/(R1+R2)充电至Vom×R1/(R1+R2)的时间即三角波的上升时间为R3×C1×ln(1+2R1/R2),同样可得到陶瓷电容C1从Vom×R1/(R1+R2)放电至-Vom×R1/(R1+R2)的时间即三角波的下降时间也为R3×C1×ln(1+2R1/R2),那么，三角波的频率为1/（2R3×C1×ln(1+2R1/R2)）。这个三角波频率也就是PWM的频率。该PWM的频率可通过调整电阻R3或陶瓷电容C1改变，三角波幅度可以通过调整电阻R1或电阻R2改变。本实施例中，三角波频率也就是PWM的频率f为：1/（2R3×C1×ln(1+2R1/R2)），设R3=20k，R2=13k，R1=15k，C1=1000P时，频率为20kHz。通常该频率设在10kHz至20kHz较好。如需调整该频率，优先考虑通过调整电阻R3、电容C1调整该频率。三角波幅度为：-Vom×R1/(R1+R2)至Vom×R1/(R1+R2)。电源Vcc为12V，运算放大器选用TL072本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低温温控PWM电路，其特征是，包括虚拟地电路、三角波发生器电路、温度信号检测及放大电路、温度设定电路、误差放大及比较电路；虚拟地电路为上述的其它电路提供参考零电压；三角波发生器电路通过自激振荡产生三角波Vo1,输出至误差放大及比较电路5中的比较器的其中一个输入端；温度信号检测及放大电路采集温度信号放大后送到误差放大及比较电路中的运算放大器的其中一个输入端；温度设定电路产生具有一定可调范围的基准电压，作为设定的温度信号电压Vo3，送到误差放大及比较电路中的运算放大器的另一输入端；误差放大及比较电路中的运算放大器将设定的温度信号电压Vo3与采集并放大的温度电压信号Vo2的电压差值放大，输出电压Vo4送入比较器的另一输入端；由比较器将输出电压Vo4与三角波Vo1比较产生脉冲信号，脉冲信号经反相器反相后输出最终的PWM信号。

【技术特征摘要】
1.一种低温温控PWM电路，其特征是，包括虚拟地电路、三角波发生器电路、温度信号检测及放大电路、温度设定电路、误差放大及比较电路；虚拟地电路为上述的其它电路提供参考零电压；三角波发生器电路通过自激振荡产生三角波Vo1,输出至误差放大及比较电路5中的比较器的其中一个输入端；温度信号检测及放大电路采集温度信号放大后送到误差放大及比较电路中的运算放大器的其中一个输入端；温度设定电路产生具有一定可调范围的基准电压，作为设定的温度信号电压Vo3，送到误差放大及比较电路中的运算放大器的另一输入端；误差放大及比较电路中的运算放大器将设定的温度信号电压Vo3与采集并放大的温度电压信号Vo2的电压差值放大，输出电压Vo4送入比较器的另一输入端；由比较器将输出电压Vo4与三角波Vo1比较产生脉冲信号，脉冲信号经反相器反相后输出最终的PWM信号。2.根据权利要求1所述的一种低温温控PWM电路，其特征是，虚拟地电路采用精密虚拟地芯片，由精密虚拟地芯片将输入的电源Vcc转换为半电源Vcc/2并输出。3.根据权利要求1所述的一种低温温控PWM电路，其特征是，虚拟地电路的输出电压经第一电阻输入至...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯业胜，
申请(专利权)人：北方电子研究院安徽有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34