[發(fā)明專利]旋轉(zhuǎn)分置式氣動斯特林制冷機(jī)驅(qū)動及溫控系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610604697.2
• 申請日: 2016-07-28
• 公開（公告）號: CN106288479B
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王立保;李文祥;黃立
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢高芯科技有限公司
• 主分類號: F25B9/14
• 分類號: F25B9/14;F25B49/00
• 代理公司: 北京匯澤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11228
• 代理人: 程殿軍;張瑾

1.一種旋轉(zhuǎn)分置式氣動斯特林制冷機(jī)驅(qū)動及溫控系統(tǒng)，包括外部直流總電源，其特征在于，還包括第一DC-DC轉(zhuǎn)換模塊、第二DC-DC轉(zhuǎn)換模塊、半H橋功率放大模塊、直流無刷電機(jī)霍爾信號測量模塊，所述第一DC-DC轉(zhuǎn)換模塊和半H橋功率放大模塊分別連接外部直流總電源，所述第二DC-DC轉(zhuǎn)換模塊和直流無刷電機(jī)霍爾信號測量模塊分別連接第一DC-DC轉(zhuǎn)換模塊，所述第二DC-DC轉(zhuǎn)換模塊還分別連接有測溫二極管溫度信號測量模塊和MCU模塊，所述MCU模塊分別連接直流無刷電機(jī)霍爾信號測量模塊、測溫二極管溫度信號測量模塊、半H橋功率放大模塊，所述半H橋功率放大模塊連接有旋轉(zhuǎn)分置式氣動斯特林制冷機(jī)，旋轉(zhuǎn)分置式氣動斯特林制冷機(jī)連接測溫二極管溫度信號測量模塊和直流無刷電機(jī)霍爾信號測量模塊。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)分置式氣動斯特林制冷機(jī)驅(qū)動及溫控系統(tǒng)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)分置式氣動斯特林制冷機(jī)包括直流無刷電機(jī)、氣動分置式制冷機(jī)冷指模塊、旋轉(zhuǎn)分置式氣動制冷機(jī)冷端，所述直流無刷電機(jī)連接直流無刷電機(jī)霍爾信號測量模塊和半H橋功率放大模塊，所述旋轉(zhuǎn)分置式氣動制冷機(jī)冷端連接測溫二極管溫度信號測量模塊。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)分置式氣動斯特林制冷機(jī)驅(qū)動及溫控系統(tǒng)，其特征在于，所述直流無刷電機(jī)霍爾信號測量模塊包括直流無刷電機(jī)位置檢測電路和脈沖波整形單元，所述直流無刷電機(jī)位置檢測電路連接直流無刷電機(jī)的霍爾信號引線，所述脈沖波整形單元連接MCU模塊，直流無刷電機(jī)位置檢測電路獲取直流無刷電機(jī)的霍爾信號，經(jīng)過脈沖波整形單元處理后，傳送到MCU模塊。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)分置式氣動斯特林制冷機(jī)驅(qū)動及溫控系統(tǒng)，其特征在于，所述測溫二極管溫度信號測量模塊包括恒流源、測溫二極管和溫度信號測量模塊，所述溫度信號測量模塊將測溫二極管溫度信號轉(zhuǎn)化成相對應(yīng)的電壓信號，所述測溫二極管連接旋轉(zhuǎn)分置式氣動制冷機(jī)冷端，恒源流用于產(chǎn)生恒定電流，并使測溫二極管工作，溫度信號測量模塊用于將溫度信號轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電壓信號。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)分置式氣動斯特林制冷機(jī)驅(qū)動及溫控系統(tǒng)，其特征在于，所述測溫二極管自身電阻為熱敏電阻。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)分置式氣動斯特林制冷機(jī)驅(qū)動及溫控系統(tǒng)，其特征在于，所述MCU模塊包括模擬-數(shù)字信號轉(zhuǎn)換單元、PID控制單元和數(shù)字信號處理單元，所述模擬-數(shù)字信號轉(zhuǎn)換單元用于將采集到的溫度信號轉(zhuǎn)換成相對應(yīng)的數(shù)字信號，并與MCU模塊中設(shè)定的溫度點進(jìn)行比較，并得到設(shè)定溫度點與反饋溫度值的差值。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)分置式氣動斯特林制冷機(jī)驅(qū)動及溫控系統(tǒng)，其特征在于，所述PID控制單元包括溫度環(huán)PID和速度環(huán)PID，用于對設(shè)定溫度點與反饋溫度值的差值進(jìn)行處理，得到速度環(huán)PID控制輸出，通過MCU模塊內(nèi)部的定時器處理，將速度環(huán)PID的控制輸出轉(zhuǎn)化為相對應(yīng)的PWM波。

8.一種根據(jù)權(quán)利要求1至7任一所述的系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動及溫控的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、供電，外部直流總電源對系統(tǒng)進(jìn)行供電；

S2、將直流無刷電機(jī)的霍爾信號引線連接到直流無刷電機(jī)位置檢測電路上，輸出的直流無刷電機(jī)霍爾信號高低電平，經(jīng)過脈沖波整形單元處理后，傳送至MCU模塊；

S3、測溫二極管溫度信號測量模塊將測溫二極管溫度信號轉(zhuǎn)化成相對應(yīng)的電壓信號；

S4、MCU模塊將輸入的電壓信號轉(zhuǎn)化為相對應(yīng)的數(shù)字信號，并輸出直流無刷電機(jī)驅(qū)動控制PWM波；

S5、通過調(diào)整旋轉(zhuǎn)分置式氣動斯特林制冷機(jī)的直流無刷電機(jī)運行轉(zhuǎn)速，從而控制制冷機(jī)降溫并穩(wěn)定在控溫點。