全电子温度控制器制造技术

一种完全由电子元器件和／或集成电路块组成的全电子温度控制器．它包括直流电源，热敏元件，采样和电压比较器，触发器和电子开关．它的优点在于ＭＴＢＦ长，灵敏度高．由于上述直流电源中可以不采用变压器而代之以最为简单的由一个整流二极管、一个稳压二极管、一个限流电容和一个滤波电容所组成的电路构成，因而本实用新型专利技术较之同类产品具有体积小，成本极低的显著优点．（*该技术在1997年保护过期，可自由使用*）

All electronic temperature controller

A composed entirely of electronic components and / or integrated circuit block full electronic temperature controller. It comprises a DC power supply, thermal components, sampling and voltage comparator, trigger and electronic switch. The utility model has the advantages of long MTBF, high sensitivity. The direct-current power supply can not use transformer instead of the simple circuit by a rectifying diode, a zener diode, a current limiting capacitor and a filter capacitor composed of the utility model, compared with similar products with small size, low cost advantages.

【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种调温设备的温度控制器，更具体地说，涉及一种完全由电子元器件或／和集成电路块组成的全电子温度控制器。在现有技术中，诸如致冷或致热等调温设备的温度控制器主要有机械式和电子式两种。机械式温度控制器一般采用具有明显热涨冷缩作用的流体(装在金属管中)作为温度传感物体，通过诸如传动杆、弹簧片等机械部件来控制机械式开关的通断，从而控制调温设备的运行状态，达到控制温度的目的。这种温度控制器灵敏度较差，温度控制精度难以提高，且容易出故障。针对机械式温度控制器的不足，已出现了一种主要由电子元器件或／和集成电路块组成的电子式温度控制器。使用于日本东芝公司家用电冰箱(如GR－185E、GR－205E，GR－235E等型号)的电子式温度控制器是一种较为典型的电子式温度控制器。该温度控制器采用热敏元件检测温度，通过电路将检测得到的温度信号转换成电信号，经由多个电压比较器进行比较后输出相应的鉴别信号输入至触发器，触发器的输出状态决定相应的继电器的通断状态，从而决定致冷电机的运行状态，起到控制温度的目的。整个装置由一带有变压器的稳压直流电源供电。这种温度控制器的缺点在于电路复杂，电路的工作电流较大，电路对电压稳定性有一定要求，并且使用继电器作为开关元件，所以必须在直流电源中使用变压器以及全波整流等方法。这就使得该温度控制器的体积较大、成本较高。由于继电器的体积与其触点容量成正比，所以，调温设备功率越大，相应的温度控制器的体积也越大。于是，这种温度控制器在要求小体积、大功率控制的场合下就不能使用。此外，这种温度控制器的温度控制上下限是固定的，不能用于要求温度上下限等差调节的场合。针对现有技术之不足，本技术的主要目的在于提供温度控制精度高、灵敏度高、结构简单、体积小、直流电源可不用变压器的全电子温度控制器。本技术的另一个目的在于使上述温度控制器具有多种温度控制方式，并能适用于各种类型和功率的调温设备，并使其控制温度的范围大，稳定性好。本技术的目的是通过下述方式实现的本技术可采用直流电源供电，热敏元件作为温度传感器，通过电压比较器对温度传感器的采样值和电压比较器的设定值进行逻辑比较来检测出温度是否在要求的范围之内，然后用触发器来记录温度变化的方向，所述触发器的输出端与一个串接在调温设备回路中的电子开关的控制端相连接，所述触发器输出相应的电压以控制电子开关的通断，从而控制调温设备的运行状态，达到控制温度的目的。本技术的优点在于本技术所选用的电子元器件均能在电压很不稳定的直流电源环境下工作，温度采样值与设定值的比较采用逻辑比较的方法，因而不受直流电压波动的影响，电路的工作电流相当小，从而使整个温度控制器只需采用极简单的、不用变压器的、使用半波整流的电流电源就能保证正常工作，整个电路也比东芝公司的温度控制器要简单得多，完全属于另一种专利技术构思。这就形成了本技术的最为显著的二个优点，即生产成本较之现有技术大为降低，体积可以做得很小。其次，由于本技术用诸如可控硅等电子开关来取代继电器作为开关元件，因而本技术的MTBF(平均无故障工作时间)比用继电器的温度控制器的MTBF要长。在本技术中，只要改变电子开关的规格，就能得到不同的负载能力，所以本技术适用于各种调温设备，诸如空调机、电冰箱、冷冻机、冷热风机乃至各种电热用具等。此外，采用本技术并经过一些电路的变型，还能实现温度控制中所需要的一些特殊功能，如冰箱冷冻室的化霜功能等。下面将结合附图对本技术的实施例作详细描述，其中图1为本技术的几个实施例的总的电路原理框图。图2为本技术的第一个实施例的电路原理图。图3为本技术的第二个实施例的电路原理图。现请参见图1。图1的虚线中所示为本技术的几个实施例中的温度控制器，其中包括一个直流电源；至少一个用以感知调温对象温度的热敏元件；一个对上述热敏元件所产生的对应于温度变量的电压变量进行采样并检测采样温度是否落在要求的范围之内并可输出相应的电压信号的采样和电压比较器；一个能根据上述采样和电压比较器输出电压信号动态地分辨出温度变化的走向(即上升或下降)并籍此输出相应的信号的触发器，由上述触发器输出的信号来控制其通断状态的电子开关，该电子开关控制调温设备的运行状态，从而达到控制温度的目的。对于这种温度控制器，由于对电压稳定性的要求较先有技术中的电子温度控制器为低，电路的工作电流也较小，所以，上述直流电源中可以不采用变压器，并可采用半波整流电路来提供所需要的电压。请参见图2，在图2中所示的本技术的第一个实施例中，U1、U2为两个电压比较器，U3、U4为两个与非门，U3、U4组成R－S触发器，U1、U2、U3、U4均能在电压范围很宽(在＋5V至＋15V之间)的直流电源下正常工作。图1中所示的直流电源在本实施例中简单地由二极管D11、D12、电容C11、C12构成。而毋需采用变压器。稳压二极管D11两端的电压经二极管D12整流，电容C12滤波后得到一不太稳定的直流电压，但已能满足U1、U2、U3、U4正常工作的需要，并能保证本实施例完成预期的目的，这将在下文中进一步阐述。电容C11的作用是降压和限定流过D11的电流的大小，电容量可根据D11的最大工作电流来计算得到。电压比较器U1、U2选用输入阻抗充分大的器件，因而图2中所示的电阻R11、R13、R14、R15、R16以及电阻R12、R13、R14、R15、R17可视为两个互不相关的彼此独立的电桥。R16和R17为两个与环境保持热接触的热敏电阻。只要上述电阻R11至R17的阻值保持不变，则如图2所示的电压比较器U1和U2的同相和反相输入端间的电位差(即图2中B点和C间以及D和A点间的电位差)的极性即使在直流电源的电压的大幅度波动下(波动范围＋5V至＋15V之内)仍能保持不变，这是保证本实施例的温度控制精度的关键所在。同时，也是本实施例能采用极简单的直流电源的基础。当且仅当R17上的压降大于R14和R15上的总的压降时，B点的电位高于C点的电位。同理，当且仅当R16上的压降低于R15上的压降时，A点的电位低于D点的电位。而R16和R17为两个热敏电阻，因此，当电阻R11至R15的阻值设定以后，U1、U2的输出状态仅与R16和R17的阻值有关，即仅与R16与R17周围的环境温度有关。因此，上述热敏电阻R16和R17组成了图1中的热敏元件。R11至R15加上R16、R17以及U1、U2构成了图1中的采样和电压比较器。下面对本实施例的采样和电压比较器作进一步的描述。假定所需控制的温度的上限为t1，下限为t2，选择R11至R17，使当温度高于t1时，B点电位高于C点电位，A点电位高于D点电位。当温度低于t2时，B点电位低于C点电位，A点电位低于D电位。因此，当温度为t1时，U1输出为低电平，U2输出为高电平。当温度为t2时，U1输出为高电平，U2输出为低电平。当温度在t1与t2之间时，U1和U2的输出均为高电平。显然，U1与U2的输出不可能同时为低电平，这为下文中将要述及的由U3、U4组成的R－S触发器提供了正常工作的输入条件。与非门U3和U4组成R－S触发器，它的输出端通过一电阻R18与双向可控硅T11的控制极相连接，可控硅串联在调温设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于调温设备的全电子温度控制器，它包括：１）．直流电源；２）．作为温度传感器的热敏元件；其特征在于，它还包括：３）．将上述热敏元件所感知的温度变量转换成电信号并能对该电信号进行比较以判别温度是否落在所需控制范围之内的采 样和电压比较器；４）．输入端与上述采样和电压比较器的输出端相连接并根据所述采样和电压比较器的输出动态地判定温度变化走向的触发器；５）．串接在上述调温设备供电回路中并且其控制端与上述触发器的输出端相连接的电子开关，该电子开关的通断状态 决定上述调温设备的运行状态以使温度稳定在所需控制的范围内。

【技术特征摘要】
1.一种适用于调温设备的全电子温度控制器，它包括1).直流电源；2).作为温度传感器的热敏元件；其特征在于，它还包括3).将上述热敏元件所感知的温度变量转换成电信号并能对该电信号进行比较以判别温度是否落在所需控制范围之内的采样和电压比较器；4).输入端与上述采样和电压比较器的输出端相连接并根据所述采样和电压比较器的输出动态地判定温度变化走向的触发器；5).串接在上述调温设备供电回路中并且其控制端与上述触发器的输出端相连接的电子开关，该电子开关的通断状态决定上述调温设备的运行状态以使温度稳定在所需控制的范围内。2.根据权利要求1所述的温度控制器，其特征在于，所述直流电源可由整流二极管D12(或D22)、稳压二极管D11(或D21)，降压限流电容C11(或C21)、滤波电容C12(或C22)构成。3.根据权利要求1或2所述的温度控制器，其特征在于，所述热敏元件为两个热敏电阻R16、R17。4.根据权利要求3所述的温度控制器，其特征在于，所述采样和电压比较器包括两个电压比较器U1、U2和两个电桥电路，上述电桥电路由电阻R11、R13、R14、R15、R1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王春光，
申请(专利权)人：王春光，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]