[發明專利]旋轉分置式氣動斯特林制冷機驅動及溫控系統和方法

有效

• 申請號: 201610604697.2
• 申請日: 2016-07-28
• 公開（公告）號: CN106288479B
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 王立保;李文祥;黃立
• 申請（專利權）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: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 程殿軍;張瑾

本發明涉及一種旋轉分置式氣動斯特林制冷機驅動及溫控系統和方法，系統包括外部直流總電源，還包括第一DC?DC轉換模塊、第二DC?DC轉換模塊、半H橋功率放大模塊、直流無刷電機霍爾信號測量模塊，第一DC?DC轉換模塊和半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轉換模塊和直流無刷電機霍爾信號測量模塊分別連接第一DC?DC轉換模塊，第二DC?DC轉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，MCU模塊分別連接直流無刷電機霍爾信號測量模塊、測溫二極管溫度信號測量模塊、半H橋功率放大模塊，半H橋功率放大模塊連接有旋轉分置式氣動斯特林制冷機，旋轉分置式氣動斯特林制冷機連接測溫二極管溫度信號測量模塊和直流無刷電機霍爾信號測量模塊。

技術領域

本發明涉及制冷與低溫工程領域和自動控制，更具體的說，是涉及一種旋轉分置式氣動斯特林制冷機驅動及溫控系統和方法。

背景技術

自1954年荷蘭Philips實驗室研制成功實用的斯特林制冷機以來，斯特林制冷機經過了半個世紀的發展，結構形式從整體式發展到分置式。旋轉分置式斯特林制冷機處于旋轉整體式與線性分置式斯特林制冷機的中間產品，它具有線性分置式斯特林制冷機布置靈活，冷頭遠離振動源的特點，同時可采用現有成熟的旋轉整體式斯特林制冷機的加工與裝配技術，成本更低。

紅外探測系統的核心器件是紅外探測器，低溫制冷機是紅外探測器的重要組成部分，用于實現芯片工作在一個穩定的深低溫環境。旋轉分置式氣動斯特林制冷機因為其重量輕、體積小等特點，可廣泛應用在夜視手持及導彈制導等軍事設備上。然而，目前國內在軍事領域內大部分使用的旋轉分置式氣動斯特林制冷機與驅動控制器，主要還是依賴進口，這已經嚴重制約到我國國防事業的發展。自主研發一款具有抗高沖擊振動、環境適應性強、控溫精度高、控溫穩定性好、功耗低、可靠性高和便于大批量生產的旋轉分置式氣動斯特林制冷機驅動控制器顯得尤為緊迫。

發明內容

有鑒于此，有必要針對上述問題，提供一種旋轉分置式氣動斯特林制冷機驅動及溫控系統和方法，同時實現旋轉分置式氣動斯特林制冷機直流無刷電機的驅動與制冷機冷端溫度的穩定控制。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種旋轉分置式氣動斯特林制冷機驅動及溫控系統，包括外部直流總電源，還包括第一DC-DC轉換模塊、第二DC-DC轉換模塊、半H橋功率放大模塊、直流無刷電機霍爾信號測量模塊，所述第一DC-DC轉換模塊和半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轉換模塊和直流無刷電機霍爾信號測量模塊分別連接第一DC-DC轉換模塊，所述第二DC-DC轉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分置式氣動斯特林制冷機，旋轉分置式氣動斯特林制冷機連接測溫二極管溫度信號測量模塊和直流無刷電機霍爾信號測量模塊。

作為優選的，所述旋轉分置式氣動斯特林制冷機包括直流無刷電機、氣動分置式制冷機冷指模塊、旋轉分置式氣動制冷機冷端，所述直流無刷電機連接直流無刷電機霍爾信號測量模塊和半H橋功率放大模塊，所述旋轉分置式氣動制冷機冷端連接測溫二極管溫度信號測量模塊。

作為優選的，所述直流無刷電機霍爾信號測量模塊包括直流無刷電機位置檢測電路和脈沖波整形單元，所述直流無刷電機位置檢測電路連接直流無刷電機的霍爾信號引線，所述脈沖波整形單元連接MCU模塊，直流無刷電機位置檢測電路獲取直流無刷電機的霍爾信號，經過脈沖波整形單元處理后，傳送到MCU模塊。

作為優選的，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化成相對應的電壓信號，所述測溫二極管連接旋轉分置式氣動制冷機冷端，恒源流用于產生恒定電流，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換為對應的電壓信號。