[發明專利]儀器用恒溫裝置

無效

• 申請號: 200710191029.2
• 申請日: 2007-12-04
• 公開（公告）號: CN101221450A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發明（設計）人: 張旭蘋;王順;杜洪偉;路元剛
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G05D23/19
• 分類號: G05D23/19
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 葉連生

技術領域

本發明是一種用于恒溫控制的裝置，屬于開關電源、溫度控制技術領域。

背景技術

傳統的溫度控制系統一般都包括供電系統和溫度控制系統。在溫度控制系統里一般又分為控制制冷器工作的部分以及檢測被控物體進行反饋控制的部分。這樣電源的工作效率比較低。因為這樣三個部分的結構，供電系統往往只是起到一個提供電源的、輸出能量的作用，而且電源只是在飽和狀態下或截至狀態下工作，溫度的控制主要是靠控制制冷器工作的部分和檢測被控物體進行反饋控制的部分來協調。這樣電源將頻繁的開啟關閉，工作效率得不到提高。

在如今高效率的開關電源流行的情況下，將溫控部分與供電的電源部分集成在一起，進一步提高了電源的效率，使整個電路的工作效率也得到了提高。

發明內容

技術問題：本發明的目的是提供一種儀器用恒溫裝置，該裝置集成了輔助開關電源、半橋開關電源、微控器、數字測溫設備以及半導體制冷器，提升了整個儀器的工作效率。

技術方案：本發明的儀器用恒溫裝置包括輔助電源、微控制器、半橋式開關電源、溫度控制電路、光耦反饋回路；其中，輔助電源的輸出端分別接微控制器、半橋式開關電源、光耦反饋回路，其中輔助電源的電源公用端接半橋式開關電源的電源輸入端，微控制器PWM控制輸出端接半橋式開關電源的PWM控制接收端，微控制器的開關控制輸出端接溫度控制電路的開關控制輸入端，半橋開關電源的大功率電壓輸出端接溫度控制電路的大功率電壓輸入端，溫度控制電路的電壓檢測輸出端接光耦反饋回路的電壓檢測輸入端，光耦反饋回路的反饋控制輸出端接半橋式開關電源的反饋輸入端。

輔助電源采用型號為“TOPSwitch-II”系列的三端隔離、反激式脈寬調制單片開關電源集成電路，微控制器采用型號為“PIC16F877A”的微控制器電路，半橋式開關電源采用型號為“SG3525”脈寬調制控制器和“IR2110”功率集成驅動芯片，溫度控制電路由四個場效應管組成。

輔助電源中的開關電源集成電路的5V電壓輸出端接微控制器中微控制器電路的5V電壓輸入端，所述的輔助電源中的開關電源集成電路的15V電壓輸出端接半橋式開關電源中的15V電壓第一輸入端，所述的輔助電源中的開關電源集成電路的12V電壓輸出端和15V電壓輸出端接光耦反饋回路中的12V電壓輸入端和15V電壓第二輸入端。

輔助電源是基于三端隔離、反激式脈沖寬度調制器的雙路輸出的開關電源，輔助電源的反饋控制回路是從變壓器次級輸出端接第一二極管和第二二極管，再經過第一電阻，反饋到三端穩壓器。

半橋式開關電源由脈寬調制控制器“SG3525”和功率集成驅動芯片“IR2110”以及兩個大功率MOS開關管“IRFP460”組成，并且微控制器部分的PWM控制輸出端直接控制半橋式開關電源的中的PWM控制接收端，通過由第一光耦、第二電阻和第三電阻、第一電容組成的反饋，送到脈寬調制控制器“SG3525”的關斷引腳。

光耦反饋回路中，檢測到的信號從溫度控制電路的電壓檢測輸出端送入電壓檢測輸入端，經過由第四電阻、第五電阻、第六電阻、運放組成的比例放大器進行放后，經過第一三極管、第七電阻、第二光耦、第八電阻的調節后，從反饋控制輸出端輸出送入半橋式開關電源的反饋輸入端。

有益效果：區別于傳統溫度控制中主要集中對溫度控制電路的操作不同，本設計發明最顯著的特點是電路的高度集成，主要體現在電源電路與溫度控制電路通過反饋集成在一塊。另外，微控制也可以通過PWM波直接控制電源的工作。具體的特點如下：

電路集成度高，將電源、控制電路、反饋電路、決策生成電路集成在一起。

反饋電路從溫度控制電路中檢測信號，直接反饋控制電源產生電路，使得電源輸出為恒流源。

微控制器通過PWM直接控制電源產生電路，控制電源的工作來調控溫度。

反饋部分、溫度控制部分都是直接作用與電源產生電路，通過控制電源的工作，既使得溫度控制電路在恒流下工作，有能調節、控制制冷器進行溫度控制。

附圖說明

圖1是本發明的電路原理框圖。

圖2是輔助電源電路原理圖。

圖3是微控制器部分電路原理圖。

圖4是半橋開關電源電路原理圖。

圖5是溫度控制電路電路原理圖。

圖6是光耦反饋電路原理圖。

其中有：輔助電源1、微控制器2、半橋式開關電源3、溫度控制電路4、光耦反饋回路5。

具體實施方式