[發明專利]高穩定度恒溫控制器

無效

• 申請號: 200710055912.9
• 申請日: 2007-07-27
• 公開（公告）號: CN101201636A
• 公開（公告）日: 2008-06-18
• 發明（設計）人: 田小建;單江東;汝玉星;范文華
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G05D23/20
• 分類號: G05D23/20
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司
• 代理人: 王恩遠

1.一種高穩定度恒溫控制器，其特征在于，組成包括：半導體制冷器(TEC)、電壓基準電路(1)、溫度設置電路(2)、溫度測量電路(3)、PI控制電路(4)、限幅保護電路(5)、顯示電路(6)和TEC驅動電路(7)；

所述的電壓基準電路(1)包括：穩壓管，電位器和電阻，穩壓管的陰極電壓為電壓基準；

所述溫度設置電路(2)包括：與電壓基準電路(1)相連的滑動變阻器，由滑動變阻器設定溫度值，經過運放和電壓跟隨器，把設定的電壓輸出到控制輸入端和顯示切換端，控制輸入端經過運放與減法器相連，顯示切換端與顯示電路(6)相連；

所述溫度測量電路(3)包括：恒流源的電流進入溫度傳感器，溫度傳感器兩端的電壓經過電壓跟隨器輸出到控制輸入端和顯示切換端，控制輸入端經過運放與減法器相連，顯示切換端與顯示電路(6)相連；

所述的PI控制電路(4)包括：并聯的放大電路和積分電路；溫度設置電路(2)的輸出與溫度測量電路(3)的輸出輸入到減法器，經放大電路和積分電路后輸出的電壓作為驅動半導體制冷器(TEC)工作的信號；

所述的限幅保護電路(5)包括：運放和在運放兩邊連接的兩個負極相接的穩壓二極管；驅動半導體制冷器(TEC)工作的信號通過運放、穩壓二極管，使輸出的電壓不會太高或太低，起到限幅保護后續電路的作用；

所述顯示電路(6)包括：溫度設定和溫度測量電路的輸出經過單刀雙擲開關連接到顯示電路上；通過單刀雙擲開關可以實現兩個溫度值的切換顯示；

所述的TEC驅動電路(7)是，經限幅保護電路(5)輸出的驅動半導體制冷器(TEC)的驅動電壓與比較器U5A正向輸入端相連；所述的比較器U5A的輸出通過電阻R21與同相放大器U6A的反相輸入端相連；所述同相放大器U6A的反相輸入端通過電阻R22與輸出端相連；所述同相放大器U6A的輸出與用參數互補的達林頓管組成橋式電路相連；所述的橋式電路的構成包括：一個NPN型大功率達林頓管Q2的集電極接外部直流電壓；所述的NPN型大功率達林頓管Q2的發射極與PNP型大功率達林頓管Q3的發射極相連；所述的PNP型大功率達林頓管Q3的集電極接地；所述的NPN型大功率達林頓管Q2的發射極通過取樣電阻R25和半導體制冷器(TEC)與對應的另一半橋相連；取樣電阻R25的電壓通過同相放大器把信號反饋回驅動電路的比較器U5A的負向輸入端；所述的反饋放大器包括：一個與取樣電阻一端和運放U5B負向輸入端相連的電阻R26；一個與運放U5B負向輸入端和輸出端相連的電阻R28；一個與取樣電阻另一端和運放U5B正向輸入端相連的電阻R27；一個與運放U5B正向輸入端和外部直流參考電壓相連的電阻R29；一個與運放U5B輸出端和比較器U5A相連的電阻R30。

2.按照權利要求1所述的高穩定度恒溫控制器，其特征在于，所說的溫度測量電路(3)中的恒流源電路結構是，外部直流供電電源(Vcc)接2.5V穩壓管D1；穩壓管D1陽極與運放U1A的同相輸入端和9.1k電阻R5相連；電阻R5另一端接地；運放U1A的輸出端與1k電阻R39和470pF電容C18相連；電容C18與運放U1A的反相輸入端相連，并通過單刀四擲開關與四個電阻(R1，R2，R3，R4)相連，并與三極管Q1的射極相連；上述四個電阻(R1，R2，R3，R4)與外部直流電源(Vcc)相連；電阻R39與三極管Q1的基極相連；三極管Q1的射極與受控系統中的溫度傳感器相連，溫度傳感器的另一端接地。另外為提高驅動能力在三極管Q1的射極輸出端又加了一由U1B組成的電壓跟隨器，U1B同相輸入端接三極管Q1的射極，U1B反相輸入端與其輸出端相連。

3.按照權利要求1或2所述的高穩定度恒溫控制器，其特征在于，電路中元件的參數為R33＝9.2k、R34＝10k、R35＝10K、R36＝22k、R5＝9.1k、R39＝1k、R1＝250k、R2＝25k、R3＝2.5k、R4＝0.25k、R6＝R7＝R8＝R9＝100k、R20＝10k、R14＝0.22歐、R16＝10k、R15＝10k、R17＝10k、R38＝3.6k、R18＝10k、R21＝R22＝100k、R25＝0.1歐、R24＝100k、R23＝100k、R26＝20k、R28＝200k、R27＝20k、R29＝200k、R30＝10k、R40＝1k、R41＝10k；C18＝470pF；Q1的型號為9012。