一种大功率激光器恒温控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种大功率激光器恒温控制系统，包括单片机控制模块、温度设定模块、温度检测模块、数码温度显示模块、光电耦合隔离模块和直流供电模块。直流供电模块将外部交流电源转换为系统其他模块所需要的直流电源，温度设定模块根据用户指令输出温度设定信号，温度检测模块检测大功率激光器系统温度，单片机根据检测到的温度信号与用户设定的温度信号作对比，根据PID算法输出控制信号来维持大功率激光器系统在恒定的温度范围，解决了现有技术温度波动范围较大的问题。

A constant temperature control system of high power laser

【技术实现步骤摘要】
一种大功率激光器恒温控制系统
本申请涉及温度控制领域，特别涉及一种基于单片机PID(Proportion、Integral、Differential，比例积分式)算法的大功率激光器恒温控制系统。
技术介绍
温度控制在日常生活和工业领域应用非常广泛，传统的温度控制系统是采用位式控制，当温度上限高于最高设定值时，加热器关闭，当温度下限低于最低设定值时，加热器开启。这样，就可以将温度控制在一定的范围内。虽然这种控制方式比较简单，但是温度波动范围比较大。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种大功率激光器恒温控制系统，可以解决现有的温度控制系统温度波动范围比较大的问题。为了解决以上提出的问题，本技术实施例提供了如下所述的技术方案：一种大功率激光器恒温控制系统，基于单片机PID算法输出加热温度控制信号或制冷温度控制信号给加热设备或者制冷设备，用于维持所述大功率激光器工作于恒温状态下，其特征在于，包括：直流供电模块，用于将外部的交流电压转换为直流电压；单片机控制模块，包括单片机，其具有多个引脚，用于输出所述温度控制信号；温度设定模块，与所述单片机相连，用于根据用户指令输出温度设定信号，其包括三个温度设定电路，每个温度设定电路分别包括开关元件、第一电阻以及第一电容，所述每个第一电阻和第一电容相互串连，其相连节点分别与所述开关元件一端相连，并输出不同的温度设定信号给所述单片机，所述开关元件另一端用于接收用户指令；其中，每个第一电阻的一端与所述直流供电模块相连，所述第一电容的一端接地；温度检测模块，与所述单片机相连，用于检测目前所述大功率激光器恒温控制系统内部的温度，其包括相互串联的第一热敏电阻和分压电阻，二者分压后输出温度检测信号；光电耦合隔离模块，其包括第一光电耦合隔离电路与第二光电耦合隔离电路，所述第一光电耦合隔离电路与所述单片机控制模块和所述加热设备相连，所述第二光电耦合隔离电路与所述单片机控制模块和所述制冷设备相连，且所述第一光电耦合隔离电路与第二光电耦合隔离电路均包括光电耦合器与可控硅，其中，所述光电耦合器具有多个引脚，其中第一光电耦合隔离电路中的光电耦合器的一个引脚用于接收所述加热温度控制信号，一个引脚通过所述可控硅与所述加热设备相连，第二光电耦合隔离电路中的光电耦合器的一个引脚用于接收所述制冷温度控制信号，一个引脚通过所述可控硅与所述制冷设备相连；以及其中，与所述单片机控制模块、温度检测模块、温度设定模块、温度显示模块以及光电耦合隔离模块均与所述直流供电模块相连相连。进一步地，所述直流供电模块包括：降压变压器，其输入端接收外部交流电压，输出端输出降压后的直流信号；桥式整流电路，具有四个二极管，其输入端与所述降压变压器的输出端相连；第一储能电容、第二储能电容，二者并联于所述桥式整流电路输出端；稳压源芯片，其跨接在所述桥式整流电路输出端；以及第三储能电容、第四储能电容，二者并联于所述桥式整流电路输出端。进一步地，所述直流供电模块包括第一发光二极管和电阻，二者并联于所述桥式整流电路输出端，且所述电阻一端接地。进一步地，所述三个温度设定电路包括温度修改启动电路、温度降低电路、温度调高电路，所述温度修改启动电路接收温度修改启动指令，并输出温度修改启动信号给所述单片机；所述温度降低电路接收温度降低指令，并输出温度降低信号给所述单片机；所述温度调高电路接收温度调高指令，并输出温度调高信号给所述单片机。进一步地，还包括数码温度显示模块，与所述单片机相连，其包括LED数码显示屏、多个限流电阻和多个电流放大元件，其中，所述数码显示屏具有三个正极和八个负极，每个负极均通过限流电阻与所述单片机对应引脚相连，每个正极均通过电流放大元件与所述单片机对应引脚相连。进一步地，所述数码温度显示模块中的电流放大元件为PNP三极管，其基极分别与所述单片机对应引脚相连，集电极分别与所述LED数码显示屏的正极对应相连，发射极与所述直流供电模块相连。进一步地，所述数码温度显示模块还包括多个第二电阻，分别对应与所述PNP三极管的基极相连。进一步地，所述第一光电耦合电路中的光电耦合器的第一引脚与所述直流供电模块相连，第二引脚通过第三电阻接收温度控制信号，第四引脚通过所述可控硅与所述加热设备相连，第六引脚通过第四电阻与所述加热设备相连；所述第二光电耦合电路中的光电耦合器的第一引脚与所述直流供电模块相连，第二引脚通过第三电阻接收温度控制信号，第四引脚通过所述可控硅与所述制冷设备相连，第六引脚通过第四电阻与所述制冷设备相连。进一步地，所述第一光电耦合隔离电路与第二光电耦合隔离电路均包括第二发光二极管，其中第一光电耦合隔离电路中的第二发光二极管的阳极与所述第一光电耦合隔离电路中的光电耦合器第一引脚相连，阴极接收所述加热温度控制信号；第二光电耦合隔离电路中的第二发光二极管的阳极与所述第二光电耦合隔离电路中的光电耦合器第一引脚相连，阴极接收所述制冷温度控制信号。进一步地，所述光电耦合隔离模块更包括：交流电源接口，具有三个引脚；第二热敏电阻，连接于所述加热设备或所述制冷设备与所述交流电源接口第一引脚之间，用于吸收所述大功率激光器上电时产生的瞬间大电流；保险丝，连接于所述交流电源接口第一引脚与所述第二热敏电阻之间；以及压敏电阻，连接于所述交流电源接口第一引脚与第三引脚之间，用于吸收系统电网中多余的电压。本技术通过温度设定模块来设置所需要的恒定温度，单片机控制模块根据检测到的温度信号与用户设定的温度信号作对比，根据PID算法输出温度控制信号来控制整个大功率激光器系统处于恒温状态，从而实现系统温度维持在一个恒定范围内，减小温度波动变化，且采用直流电压转换电路将外部交流电压转换为直流电压供给其他模块，无需添加额外的直流开关电源。同时，利用光电耦合隔离电路将强弱电隔离开来，使得整个系统安全可靠。附图说明为了更清楚地说明本技术的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例中大功率激光器恒温控制系统的电路模块图；图2为图1中直流供电模块的具体电路图；图3为图1中温度检测模块、温度设定模块以及数码温度显示模块的具体电路图；图4为图1中光电耦合隔离模块的具体电路图。具体实施方式除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排它的包含。本技术的说明书和权利要求书或上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大功率激光器恒温控制系统，基于单片机PID算法输出加热温度控制信号或制冷温度控制信号给加热设备或者制冷设备，用于维持所述大功率激光器工作于恒温状态下，其特征在于，包括：/n直流供电模块，用于将外部的交流电压转换为直流电压；/n单片机控制模块，包括单片机，其具有多个引脚，用于输出所述温度控制信号；/n温度设定模块，与所述单片机相连，用于根据用户指令输出温度设定信号，其包括三个温度设定电路，每个温度设定电路分别包括开关元件、第一电阻以及第一电容，所述每个第一电阻和第一电容相互串连，其相连节点分别与所述开关元件一端相连，并输出不同的温度设定信号给所述单片机，所述开关元件另一端用于接收用户指令；其中，每个第一电阻的一端与所述直流供电模块相连，所述第一电容的一端接地；/n温度检测模块，与所述单片机相连，用于检测目前所述大功率激光器恒温控制系统内部的温度，其包括相互串联的第一热敏电阻和分压电阻，二者分压后输出温度检测信号；/n光电耦合隔离模块，其包括第一光电耦合隔离电路与第二光电耦合隔离电路，所述第一光电耦合隔离电路与所述单片机控制模块和所述加热设备相连，所述第二光电耦合隔离电路与所述单片机控制模块和所述制冷设备相连，且所述第一光电耦合隔离电路与第二光电耦合隔离电路均包括光电耦合器与可控硅，其中，所述光电耦合器具有多个引脚，其中第一光电耦合隔离电路中的光电耦合器的一个引脚用于接收所述加热温度控制信号，一个引脚通过所述可控硅与所述加热设备相连，第二光电耦合隔离电路中的光电耦合器的一个引脚用于接收所述制冷温度控制信号，一个引脚通过所述可控硅与所述制冷设备相连；以及/n其中，所述单片机控制模块、温度检测模块、温度设定模块、温度显示模块以及光电耦合隔离模块均与所述直流供电模块相连。/n...

【技术特征摘要】
1.一种大功率激光器恒温控制系统，基于单片机PID算法输出加热温度控制信号或制冷温度控制信号给加热设备或者制冷设备，用于维持所述大功率激光器工作于恒温状态下，其特征在于，包括：
直流供电模块，用于将外部的交流电压转换为直流电压；
单片机控制模块，包括单片机，其具有多个引脚，用于输出所述温度控制信号；
温度设定模块，与所述单片机相连，用于根据用户指令输出温度设定信号，其包括三个温度设定电路，每个温度设定电路分别包括开关元件、第一电阻以及第一电容，所述每个第一电阻和第一电容相互串连，其相连节点分别与所述开关元件一端相连，并输出不同的温度设定信号给所述单片机，所述开关元件另一端用于接收用户指令；其中，每个第一电阻的一端与所述直流供电模块相连，所述第一电容的一端接地；
温度检测模块，与所述单片机相连，用于检测目前所述大功率激光器恒温控制系统内部的温度，其包括相互串联的第一热敏电阻和分压电阻，二者分压后输出温度检测信号；
光电耦合隔离模块，其包括第一光电耦合隔离电路与第二光电耦合隔离电路，所述第一光电耦合隔离电路与所述单片机控制模块和所述加热设备相连，所述第二光电耦合隔离电路与所述单片机控制模块和所述制冷设备相连，且所述第一光电耦合隔离电路与第二光电耦合隔离电路均包括光电耦合器与可控硅，其中，所述光电耦合器具有多个引脚，其中第一光电耦合隔离电路中的光电耦合器的一个引脚用于接收所述加热温度控制信号，一个引脚通过所述可控硅与所述加热设备相连，第二光电耦合隔离电路中的光电耦合器的一个引脚用于接收所述制冷温度控制信号，一个引脚通过所述可控硅与所述制冷设备相连；以及
其中，所述单片机控制模块、温度检测模块、温度设定模块、温度显示模块以及光电耦合隔离模块均与所述直流供电模块相连。


2.根据权利要求1所述的大功率激光器恒温控制系统，其特征在于，所述直流供电模块包括：
降压变压器，其输入端接收外部交流电压，输出端输出降压后的直流信号；
桥式整流电路，具有四个二极管，其输入端与所述降压变压器的输出端相连；
第一储能电容、第二储能电容，二者并联于所述桥式整流电路输出端；
稳压源芯片，其跨接在所述桥式整流电路输出端；以及
第三储能电容、第四储能电容，二者并联于所述桥式整流电路输出端。


3.根据权利要求2所述的大功率激光器恒温控制系统，其特征在于，所述直流供电模块包括第一发光二极管和电阻，二者并联于所述桥式整流电路输出端，且所述电阻一端接地。


4.根据权利要求1所述的大功率激光器恒温控制系统，其特征在于，所述三个温度设定电路包括温度修改启动电路、温度降低电路、...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓端崇，王苗，阴波波，赫笑然，谭楚斌，许啟健，高云峰，
申请(专利权)人：大族激光科技产业集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44