[發明專利]一種基于微控制器的制冷機控制電路

有效

• 申請號: 201210570199.2
• 申請日: 2012-12-25
• 公開（公告）號: CN103064449A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 楊寧寧;于繁迪;高旭輝;夏寅輝;劉晗;李政;倪云龍
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十一研究所
• 主分類號: G05D23/20
• 分類號: G05D23/20;G05B19/042
• 代理公司: 工業和信息化部電子專利中心 11010
• 代理人: 田俊峰

技術領域

本發明涉及自動控制技術領域，特別是涉及一種基于微控制器的制冷機控制電路。

背景技術

紅外探測器是紅外成像系統的核心器件，按焦平面工作溫度的不同，紅外探測器可分為制冷型和非制冷型兩種。制冷型探測器的工作需要制冷機的配合。RM2-7i/XD-2型斯特林制冷機是一種常用的探測器適配制冷機，與其他型號的制冷機相比，該制冷機具有較小的體積和較低的功耗，但需要外接控制板。

RM2-7i/XD-2型斯特林制冷機是基于第二代杜瓦技術的探測器集成制冷組件，該型制冷機采用斯特林微型閉式循環的一體化結構，它包括一個壓力波生成器和指型冷凍器，指型冷凍器跟一體化結構中的曲柄軸箱連接在一起。指型冷凍器中的置換劑作熱交換劑，壓縮機由一個旋轉的三相直流無刷電機驅動。制冷機的工作原理是三相電機驅動壓縮機，進行能量交換，探測器焦平面上的測溫二極管會隨溫度的變化反饋不同的電壓。因此對制冷機的控制，就是根據測溫二極管的反饋信號，對三相電機進行控制。

當前的制冷機控制板多采用模擬控制方式，而模擬控制板的電路比較復雜，容易引入噪聲，不利于工程應用。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種基于微控制器的制冷機控制電路，用以解決現有技術中存在的上述的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種基于微控制器的制冷機控制電路，包括：微控制器模塊、測溫電路模塊、電機驅動模塊以及電源模塊；其中，所述測溫電路模塊的一端與所述微控制器模塊連接，測溫電路模塊的另一端與探測器內置的測溫二極管連接；所述電機驅動模塊的一端與微控制器模塊連接，電機驅動模塊的另一端與制冷機內的三相電機連接；所述電源模塊分別為所述微控制器模塊、測溫電路模塊和電機驅動模塊提供所需電壓。

進一步，所述微控制器模塊包括：

單片機C8051F061和電壓參考源LT1790-2.5，其中，C8051F061用于計算控制參數、生成三相電機驅動信號以及接收和執行串口命令，LT1790-2.5輸出2.5伏參考電壓給C8051F061作AD采樣的參考。

進一步，C8051F061的AIN0與測溫電路模塊的AD_DTA連接，用于采集溫度信號；C8051F061的VREF0、VREF1及VREF2與LT1790-2.5的Vout連接，為C8051F061內部的AD提供參考電壓；C8051F061的P0.0、P0.1與上位機串口的TX、RX連接，用于接收上位機串口的指令，并反饋相關狀態數據；C8051F061的P0.2、P0.3、P0.4與電機驅動模塊的IN1、IN2、IN3連接，將計算得到的PWM信號，輸出給電機驅動模塊，用于控制電機的轉速以達到溫度的穩定。

進一步，所述測溫電路模塊包括：

恒流源3CR3A、共模電感RN102和運算放大器AD8061；其中，3CR3A的1腳連接RN102的Vo，用于為探測器內置的測溫二極管供電；RN102的Vin、Gi與測溫二極管的DTA、DTK連接，用于接收溫度信號；經過RN102濾波之后的DTAL信號連接AD8061的3腳，經過AD8061之后的AD_DTA信號輸出給微控制器模塊，AD8061用于提高電路的驅動能力。

進一步，所述電機驅動模塊包括：

三相電機驅動芯片L6234，其中L6234的OUT1、OUT2、OUT3與探測器制冷機的三相電機M_LA_E7、M_LB_E1、M_LC_E8連接，將微控制器模塊輸出的控制信號進行功率轉換后輸出給制冷機內的三相電機。

進一步，所述電源模塊包括：

電源芯片LTM8021和電源芯片LT3085；其中，LTM8021將輸入的30伏電源轉換為5伏電源，提供給LT3085；LT3085將5伏電源轉換為3.3伏電源，提供給微控制模塊。

進一步，測溫電路模塊將探測器內置的測溫二極管反饋的溫度信號轉換為電壓信號；微控制器模塊采集該電壓信號，并進行計算，然后輸出PWM信號給電機驅動模塊；電機驅動模塊將PWM信號轉換為功率信號，輸出給制冷機內的三相電機。

本發明有益效果如下：

本發明采用模塊化設計，使控制電路與系統保持隔離狀態，有效地抑制了噪聲；選用數字元器件，通過數字控制方式，使電路具有較高的控制精度和穩定性；采用單片機作微控制器，通過串口與上位機通訊，可實時接收指令和反饋狀態，便于工程應用。

附圖說明

圖1是本發明實施例中一種基于微控制器的制冷機控制電路的結構示意圖；