一种低阻抗闭环温度控制电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种低阻抗闭环温度控制电路，包括电源模块、发热针、开关元件、微控制器、恒流电路和信号放大电路，开关元件的一端连接电源模块的输出，开关元件的信号输入端连接微处理器，恒流电路的输出端连接发热针的一端，恒流电路连接信号放大电路，信号放大电路连接微控制器，发热针的另一端连接电源模块的负极。本实用新型专利技术省去了设置采样电阻，由发热针承担采样电阻和发热元件双重作用，开关元件断开时恒流模块给发热针施加恒定电流，此时根据读取的发热针的两端电压计算当前温度，即使电阻很低时电路同样适用，并且效率更高。

A low impedance closed-loop temperature control circuit

【技术实现步骤摘要】
一种低阻抗闭环温度控制电路
本技术涉及温度控制技术，尤其涉及一种低阻抗闭环温度控制电路。
技术介绍
目前，对于温度测量方面最常采用的技术手段就是在需要测量的器件上安装一个温度传感器，通过温度传感器检测其工作温度，再传输至控制器处理输出数值。这种检测方式必须要有温度传感器。后来有一种新的温度检测方式，是利用设置发热丝和采样电阻，对发热丝和采样电阻的电压采集以及采用模块的电阻值获得发热丝的电阻值。其相比现有技术避免了温度传感器的使用，节省了成本和元器件的使用，但是依赖于采样电阻。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种低阻抗闭环温度控制电路，其能解决现有技术测量温度必须设置采样电阻的问题。本技术的目的采用以下技术方案实现：一种低阻抗闭环温度控制电路，包括电源模块、发热针、开关元件、微控制器、恒流电路和信号放大电路，开关元件的一端连接电源模块的输出，开关元件的信号输入端连接微处理器，恒流电路的输出端连接发热针的一端，恒流电路连接信号放大电路，信号放大电路连接微控制器，发热针的另一端连接电源模块的负极。优选的，所述开关元件包括电阻R3和三极管Q1，电阻R3的一端连接微处理器，电阻R3的另一端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极和集电极连接恒流电路。优选的，所述恒流电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R4、电阻R6、电阻R7、运算放大器U2A、三极管Q2，发热针为电阻R5，电阻R1的一端连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极通过电阻R2连接三极管Q2的发射极，电阻R1的另一端以及电阻R6的一端均连接运算放大器U2A的同相输入端，电阻R6的另一端接地，运算放大器U2A的反相输入端通过电阻R7连接三极管Q2的发射极，运算放大器U2A的输出端通过电阻R4连接三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端接地。优选的，所述信号放大电路包括电阻R24、电阻R22、电阻R23和运算放大器U2B，电阻R24的一端连接电阻R5的一端，电阻R24的一端连接运算放大器U2B的同相输入端，电阻R22的一端接地，电阻R22的另一端和电阻R23的一端均与运算放大器U2B的反相输入端连接，运算放大器U2B的反相输入端以及电阻R23的另一端均连接微处理器。相比现有技术，本技术的有益效果在于：本技术省去了设置采样电阻，由发热针承担采样电阻和发热元件双重作用，开关元件断开时恒流模块给发热针施加恒定电流，此时根据读取的发热针的两端电压计算当前温度，即使电阻很低时电路同样适用，并且效率更高。附图说明图1为本技术的一种低阻抗闭环温度控制电路的模块结构图；图2为本技术的恒流电路的电路结构图；图3为本技术的信号放大电路的电路结构图。具体实施方式下面，结合附图以及具体实施方式，对本技术做进一步描述：如图1所示，本技术提供一种低阻抗闭环温度控制电路，包括电源模块、发热针、开关元件、微控制器、恒流电路和信号放大电路，开关元件的一端连接电源模块的输出，开关元件的信号输入端连接微处理器，恒流电路的输出端连接发热针的一端，恒流电路连接信号放大电路，信号放大电路连接微控制器，发热针的另一端连接电源模块的负极，也就是图1所示出的电源负极。本技术的电路结构的工作原理为：由微处理器输出PWM控制信号控制开关元件的MOS管通断以给发热针加热，同时在MOS管断开的时候，微处理器控制恒流电路工作，恒流电路给发热针施加一个恒定的电流(例如25mA),微处理器读取发热针两端放大后的电压，通过读取的电压值间接计算出当前的温度。比较当前温度与实际温度的差异调整PWM大小，从而实现闭环控制。由于没有了采样电阻的设置，当发热针电阻很低时一样可以适用，效率更高，原来采用的发热丝电阻值必须是采样电阻的几倍以上才能正常使用，否则效率低，而且要克服采样电阻发热的问题。进一步的，如图2所示，开关元件包括电阻R3和三极管Q1，电阻R3的一端连接微处理器，电阻R3的另一端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极和集电极连接恒流电路。恒流电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R4、电阻R6、电阻R7、运算放大器U2A、三极管Q2，发热针为电阻R5，电阻R1的一端连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极通过电阻R2连接三极管Q2的发射极，电阻R1的另一端以及电阻R6的一端均连接运算放大器U2A的同相输入端，电阻R6的另一端接地，运算放大器U2A的反相输入端通过电阻R7连接三极管Q2的发射极，运算放大器U2A的输出端通过电阻R4连接三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端接地。电阻R2为恒流电路的限流电阻，电阻R1和电阻R6用于调整V1端的电压，V1端的电压由电阻R1和电阻R6的比值决定，电阻R5的电流近似等于(Vcc-V1-0.3)/R2，其中0.3为Q1的近似压降。当R5电阻变小时，回路1的电流变大，V1的电压变小，造成V2电压高于V1电压，当V2电压比V1电压高时，U2A的1脚输出电压变大，Q2基极电流变小，最终回路1的电流变小，回归设定的电流值，达到恒流效果。当R5电阻变大时，回路1的电流变小，V1的电压变大，造成V2电压低于V1电压，当V2电压比V1电压低时，U2A的1脚输出电压变小，Q2的基极电流变大，最终回路1的电流变大，回归设定的电流值，达到恒流效果。如图3所示，信号放大电路包括电阻R24、电阻R22、电阻R23和运算放大器U2B，电阻R24的一端连接电阻R5的一端，电阻R24的一端连接运算放大器U2B的同相输入端，电阻R22的一端接地，电阻R22的另一端和电阻R23的一端均与运算放大器U2B的反相输入端连接，运算放大器U2B的反相输入端以及电阻R23的另一端均连接微处理器。V3为加热元件(即发热针或发热丝)的电压，V4为放大后的电压，电压放大倍数由R22，R23的比值决定，V4＝(1+R23/R22)*V3，由于恒流模块的主要目的是用来计算出加热元件的电阻，所以电流设定值一般比较小，为毫安级别，所以V3电压一般比较小，不利于微处理器读取处理，所以放大之后再给微处理器读取处理。对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本技术权利要求的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低阻抗闭环温度控制电路，其特征在于，包括电源模块、发热针、开关元件、微控制器、恒流电路和信号放大电路，开关元件的一端连接电源模块的输出，开关元件的信号输入端连接微处理器，恒流电路的输出端连接发热针的一端，恒流电路连接信号放大电路，信号放大电路连接微控制器，发热针的另一端连接电源模块的负极。/n

【技术特征摘要】
1.一种低阻抗闭环温度控制电路，其特征在于，包括电源模块、发热针、开关元件、微控制器、恒流电路和信号放大电路，开关元件的一端连接电源模块的输出，开关元件的信号输入端连接微处理器，恒流电路的输出端连接发热针的一端，恒流电路连接信号放大电路，信号放大电路连接微控制器，发热针的另一端连接电源模块的负极。


2.如权利要求1所述的低阻抗闭环温度控制电路，其特征在于，所述开关元件包括电阻R3和三极管Q1，电阻R3的一端连接微处理器，电阻R3的另一端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极和集电极连接恒流电路。


3.如权利要求2所述的低阻抗闭环温度控制电路，其特征在于，所述恒流电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R4、电阻R6、电阻R7、运算放大器U2A、三极管Q2，发热针为电阻R5，电阻R1的一端连接三极管...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨俊生，梁叶明，
申请(专利权)人：佛山市宇森医疗器械有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44