一种新型氢气浓度传感器主控电路制造技术

本实用新型专利技术实施例提供一种新型氢气浓度传感器主控电路，包括：稳压电路、场效应晶体管、第一热传导传感器芯片、第二热传导传感器芯片、微控制器和输出电路，线性稳压器将电源电压转换成第一热传导传感器芯片、第二热传导传感器芯片和微控制器所需的工作电压，经第一电压输出端输出；微控制器调节对第一热传导传感器芯片的工作电压；第一热传导传感器芯片和第二热传导传感器芯片检测气体浓度信号，将气体浓度信号转换成电压信号；输出电路包括第一串行总线接口、第二串行总线接口，电压跟随器用于缓冲和稳定电压信号，能够实现高可靠性、高响应速度、长使用寿命、抗干扰、高精度、低温漂气体浓度计量的效果，且成本低，体积小。体积小。体积小。

【技术实现步骤摘要】
一种新型氢气浓度传感器主控电路


[0001]本技术涉及气体检测
，具体涉及一种新型氢气浓度传感器主控电路。

技术介绍

[0002]现有的氢气传感器采用电化学式气原理电路采用的是单路ADC检测，存在下面一些缺点：有限的温度范围且其对温度非常敏感容易温漂和零点漂移；与其他气体的交叉灵敏度大；在目标气体中暴露的时间越长，寿命就越短。地，预期寿命是一到三年；低湿度和高温度会导致传感器的电解质变干；暴露于目标气体或干扰气体交叉也会耗尽传感器上的电解质。因此，需要解决现有技术中氢气传感器的电路存在的寿命短、温度漂移和零点漂移问题。

技术实现思路

[0003]本技术实施例提供一种新型氢气浓度传感器主控电路，能够实现高可靠性、高响应速度、长使用寿命、抗干扰、高精度、低温漂气体浓度计量的效果，且成本低，体积小。
[0004]本技术实施例的第一方面提供了一种新型氢气浓度传感器主控电路，包括：稳压电路、场效应晶体管、第一热传导传感器芯片、第二热传导传感器芯片、微控制器和输出电路，所述稳压电路的第一电压输出端分别与所述场效应晶体管、所述第二热传导传感器芯片连接，所述场效应晶体管与所述第一热传导传感器芯片连接；第一热传导传感器芯片、第二热传导传感器芯片与所述微控制器连接；所述微控制器连接所述输出电路；其中，
[0005]所述稳压电路包括线性稳压器，所述线性稳压器连接所述第一电压输出端，所述线性稳压器用于将电源电压VDD转换成所述第一热传导传感器芯片、第二热传导传感器芯片和所述微控制器所需的工作电压，经所述第一电压输出端输出；
[0006]所述微控制器用于调节对所述第一热传导传感器芯片的工作电压；
[0007]所述第一热传导传感器芯片和第二热传导传感器芯片，用于检测气体浓度信号，将所述气体浓度信号转换成电压信号；
[0008]所述输出电路包括第一串行总线接口、第二串行总线接口，所述第一串行总线接口、所述第二串行总线接口和电压跟随器连接所述微控制器；所述线性稳压器通过所述场效应晶体管Q1与所述电压跟随器连接；所述电压跟随器用于缓冲和稳定所述电压信号。
[0009]可选地，所述微控制器包括信号放大器、模数转换ADC模块和数模DA转换器；
[0010]所述DA转换器输出预设电压值，控制所述电压跟随器U2，缓冲和稳定所述电压信号；
[0011]所述信号放大器用于将所述电压信号放大，得到放大后的电压信号；
[0012]所述ADC模块，用于将所述放大后的电压信号转换成数字电压信号，经所述输出电路的第三电压输出端输出。
[0013]可选地，所述线性稳压器包括第一输入引脚、第一接地引脚、第一使能引脚、第一
反馈引脚和第一输出引脚；
[0014]所述稳压电路还包括第七电容、第六电容、第二电阻、第五电阻、第六电阻、第八电容和第九电容；
[0015]其中，所述第七电容的第一端、所述第六电容的第一端、所述第一输入引脚、所述第二电阻的第一端连接电源电压；所述第七电容的第二端、所述第六电容的第二端和第一接地引脚接地；所述第二电阻的第二端连接所述第一使能引脚；
[0016]所述第五电阻的第一端、所述第九电容的第一端、所述第八电容的第一端和所述第一输出引脚连接所述第一电压输出端；所述第五电阻的第二端、所述第一反馈引脚和所述第六电阻的第一端连接；所述第六电阻的第六端接地；所述第九电容的第二端、所述第八电容的第二端接地。
[0017]可选地，所述主控电路还包括第三电阻和第四电阻；第一热传导传感器芯片包括第一热电偶和第一加热器，所述第一加热器包括第一加热电阻和第二加热电阻；其中，
[0018]所述第四电阻的第一端和所述场效应晶体管的源极连接所述第一电压输出端；所述第四电阻的第二端和所述场效应晶体管的栅极连接微控制器的第二电压输出端VTH
‑
EN；所述场效应晶体管的漏极和所述第三电阻的第一端连接第三电压输出端VTH
‑
OUT；所述第三电阻的第二端连接所述第一热传导传感器芯片的第一加热电阻；所述第二加热电阻接地，所述第一加热电阻连接所述加热电压端第三电阻的第二端。
[0019]可选地，第二热传导传感器芯片包括第二热电偶和第二加热器，所述第二加热器包括第三加热电阻和第四加热电阻；
[0020]其中，所述第三加热电阻连接所述输出电路的信号输出端HT；
[0021]所述第四加热电阻接地。
[0022]可选地，所述主控电路还包括第三电容和第四电容；其中，
[0023]所述第一热电偶的正极、所述第三电容的第一端与所述微控制器的第一信号引脚连接第一信号端AN1；
[0024]所述第二热电偶的正极、所述第三电容的第二端与所述微控制器的第二信号引脚连接第二信号端AN0；
[0025]所述第一热电偶的负极、所述第二热电偶的负极、所述第四电容的第一端与所述微控制器的共模电压引脚VCM连接共模电压端；所述第四电容的第二端接地。
[0026]可选地，所述主控电路还包括第一电阻、第一电容和第二电容；其中，
[0027]所述第一电容的第一端和所述微控制器的第一电源引脚连接所述第一电压输出端；所述第一电阻的第一端连接所述第一电压输出端；
[0028]所述第一电阻的第二端、所述第二电容的第一端和所述微控制器的充电饱和电压引脚连接；
[0029]所述第二电容的第二端、所述第一电容的第二端、所述微控制器的公共电压引脚和模拟电压引脚接地。
[0030]可选地，所述第一串行总线接口包括第二电源引脚、第一编程时钟输入引脚、第一数据输入输出脚、第三接地引脚；其中，
[0031]所述第二电源引脚连接所述电源电压VDD；
[0032]所述第一编程时钟输入引脚连接所述微控制器的第二编程时钟输入引脚；
[0033]所述第一数据输入输出引脚连接所述微控制器的第二数据输入输出引脚；所述第三接地引脚接地。
[0034]可选地，所述输出电路还包括第一稳压二极管、第二稳压二极管和第三稳压二极管；所述第二串行总线接口包括输出电压引脚、输入电压引脚、数据线引脚、控制线引脚和第四接地引脚；其中，
[0035]所述第一稳压二极管的第一端和所述输入电压引脚连接所述电源电压 VDD；
[0036]所述第二稳压二极管的第一端与所述微控制器的信号接收引脚和所述控制线引脚连接；
[0037]所述第三稳压二极管的第一端与所述微控制器的信号发送引脚、串行时钟引脚和所述数据线引脚连接；
[0038]所述第一稳压二极管的第二端、所述第二稳压二极管的第二端、所述第三稳压二极管的第二端和所述第四接地引脚接地。
[0039]可选地，所述输出电路还包括第五电容；其中，
[0040]所述电压跟随器的正极输入端和所述微控制器的第一信号输入输出引脚连接；
[0041]所述电压跟随器的负极输入端和所述电压跟随器的第一输出端连接所述输出电路的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型氢气浓度传感器主控电路，其特征在于，包括：稳压电路、场效应晶体管、第一热传导传感器芯片、第二热传导传感器芯片、微控制器和输出电路，所述稳压电路的第一电压输出端分别与所述场效应晶体管、所述第二热传导传感器芯片连接，所述场效应晶体管与所述第一热传导传感器芯片连接；第一热传导传感器芯片、第二热传导传感器芯片与所述微控制器连接；所述微控制器连接所述输出电路；其中，所述稳压电路包括线性稳压器，所述线性稳压器连接所述第一电压输出端，所述线性稳压器用于将电源电压转换成所述第一热传导传感器芯片、第二热传导传感器芯片和所述微控制器所需的工作电压，经所述第一电压输出端输出；所述微控制器用于调节对所述第一热传导传感器芯片的工作电压；所述第一热传导传感器芯片和第二热传导传感器芯片，用于检测气体浓度信号，将所述气体浓度信号转换成电压信号；所述输出电路包括第一串行总线接口、第二串行总线接口，所述第一串行总线接口、所述第二串行总线接口和电压跟随器连接所述微控制器；所述线性稳压器通过所述场效应晶体管与所述电压跟随器连接；所述电压跟随器用于缓冲和稳定所述电压信号。2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述微控制器包括信号放大器、模数转换ADC模块和数模DA转换器；所述DA转换器输出预设电压值，控制所述电压跟随器，缓冲和稳定所述电压信号；所述信号放大器用于将所述电压信号放大，得到放大后的电压信号；所述ADC模块，用于将所述放大后的电压信号转换成数字电压信号，经所述输出电路的第三电压输出端输出。3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述线性稳压器包括第一输入引脚、第一接地引脚、第一使能引脚、第一反馈引脚和第一输出引脚；所述稳压电路还包括第七电容、第六电容、第二电阻、第五电阻、第六电阻、第八电容和第九电容；其中，所述第七电容的第一端、所述第六电容的第一端、所述第一输入引脚、所述第二电阻的第一端连接电源电压；所述第七电容的第二端、所述第六电容的第二端和第一接地引脚接地；所述第二电阻的第二端连接所述第一使能引脚；所述第五电阻的第一端、所述第九电容的第一端、所述第八电容的第一端和所述第一输出引脚连接所述第一电压输出端；所述第五电阻的第二端、所述第一反馈引脚和所述第六电阻的第一端连接；所述第六电阻的第六端接地；所述第九电容的第二端、所述第八电容的第二端接地。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的电路，其特征在于，所述主控电路还包括第三电阻和第四电阻；第一热传导传感器芯片包括第一热电偶和第一加热器，所述第一加热器包括第一加热电阻和第二加热电阻；其中，所述第四电阻的第一端和所述场效应晶体管的源极连接所述第一电压输出端；所述第四电阻的第二端和所述场效应晶体管的栅极连接微控制器的第二电压输出端；所述场效应晶体管的漏极和所述第三电阻的第一端连接第三电压输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：林钟伟，谢立坚，汪辉，李卢，
申请(专利权)人：博思发科技深圳有限公司，
类型：新型
国别省市：