[發明專利]PCR儀溫度控制系統

在審

• 申請號: 201711265743.1
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN107817850A
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 戴敬;丁志文;王艷梅
• 申請（專利權）人: 蘇州昊通儀器科技有限公司
• 主分類號: G05D23/24
• 分類號: G05D23/24;G05B11/42
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙)32256
• 代理人: 王鋒

技術領域

本申請涉及一種PCR儀溫度控制系統，主要應用于體外診斷儀器聚合酶鏈反應(PCR)儀中。

背景技術

PCR儀是實現核酸分子在體外復制的儀器裝置，即實現核酸分子擴增的儀器。核酸分子擴增要經歷變性過程(92-95℃)、退火(52-55℃)、延伸(72-73℃)的過程，每經過一個溫度循環過程，核酸分子的數量增加一倍，一般經過30-40個溫度循環后，核酸分子的數量可以達到檢出限。因而溫度循環加熱裝置是PCR儀的一個重要組成部分。

溫度循環加熱裝置除了要求溫度控制精度要達到0.1℃，還要求溫度循環加熱裝置要有快速的升溫和降溫能力，要求升溫速度達到3-5℃/s，降溫速度達到2-4℃/s。

發明內容

本發明的目的在于提供一種PCR儀溫度控制系統，實現PCR儀的溫度精確控制和快速的升溫和降溫過程。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

本申請實施例公開一種PCR儀溫度控制系統，包括半導體加熱致冷器、驅動器和溫度控制器，驅動器在溫度控制器的控制下采用雙極性電流驅動電路為半導體加熱致冷器提供電流或電壓。

優選的，在上述的PCR儀溫度控制系統中，所述雙極性電流驅動電路包括：

第一驅動電路，連接于半導體加熱致冷器P端，所述第一驅動電路包括第一驅動芯片、第一MOS管和第二MOS管，所述第一MOS管和第二MOS管的柵極分別連接于所述第一驅動芯片的正負極，所述第一MOS管的源極和第二MOS管的漏極共接后連接于第一驅動芯片的參考端、以及半導體加熱致冷器的P端；

第二驅動電路，連接于半導體加熱致冷器N端，所述第二驅動電路包括第二驅動芯片、第三MOS管和第四MOS管，所述第三MOS管和第四MOS管的柵極分別連接于所述第二驅動芯片的正負極，所述第三MOS管的源極和第四MOS管的漏極共接后連接于第二驅動芯片的參考端、以及半導體加熱致冷器的N端。

優選的，在上述的PCR儀溫度控制系統中，所述第一驅動芯片和第二驅動芯片分別獨立控制。

優選的，在上述的PCR儀溫度控制系統中，所述第一MOS管的漏極接參考電壓，所述第二MOS管的源極接地，所述第一MOS管的源極和第二MOS管的漏極共接后通過第一檢測電阻連接于半導體加熱致冷器P端，所述第一檢測電阻的兩端設置有第一電流檢測芯片；所述第三MOS管的漏極接地，所述第四MOS管的源極接參考電壓，所述第三MOS管的源極和第四MOS管的漏極共接后通過第二檢測電阻連接于半導體加熱致冷器N端。

優選的，在上述的PCR儀溫度控制系統中，第一驅動電路和第二驅動電路中還分別設置有一緩沖電路。

優選的，在上述的PCR儀溫度控制系統中，所述第一驅動芯片和第二驅動芯片為同一控制芯片，在工作時，所述第一驅動電路和第二驅動電路中產生相同的電流方向。

優選的，在上述的PCR儀溫度控制系統中，還包括對半導體加熱致冷器工作面的溫度進行實時檢測的溫度傳感器，溫度信息送入溫度控制器。

PCR儀溫度控制系統8、根據權利要求1所述的PCR儀溫度控制系統，其特征在于，半導體加熱致冷器相對工作面的另一個表面設置有散熱器，貼近所述散熱器設置有風扇。

優選的，在上述的PCR儀溫度控制系統中，所述溫度傳感器采用精度為AA級Pt100或Pt1000電阻溫度傳感器，所述溫度傳感器采用四線制輸入配置或三線制輸入配置。

優選的，在上述的PCR儀溫度控制系統中，所述溫度控制器首先采用PID方法控制溫度上升或下降至設定溫度，然后采用LUT方法降低溫度變化速度，并控制溫度繼續上升或下降至目標溫度。

與現有技術相比，本發明的優點在于：

本發明驅動其采用雙極性電流驅動電路，輸出的電壓可以在-V和+V之間全范圍內變化，從而克服驅動器單極性輸出由于PN結壓降而造成輸出不能達到0的不足。

本發明采用雙電流驅動方式，以及PID控制和查表法相結合的精確控制算法，實現溫度的精確控制，以及快速的溫度升降過程，從而實現溫度的循環變化，為PCR儀提供最佳的加熱裝置。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1所示為本發明具體實施例中PCR儀溫度控制系統的原理方框圖；