[發(fā)明專利]一種氣體軸承斯特林制冷機驅(qū)動控制電路及控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011329364.6
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112350692A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊玉玲;劉昊;侯光澤;胥春茜
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團公司第十六研究所
• 主分類號: H03K3/353
• 分類號: H03K3/353;H03K5/04;F25B9/14
• 代理公司: 合肥天明專利事務(wù)所(普通合伙) 34115
• 代理人: 閆客

本發(fā)明公開了一種氣體軸承斯特林制冷機驅(qū)動控制電路及控制方法，屬于電路設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，方案為：H橋驅(qū)動電路輸入端與電流補償電路輸出端和電源連接，H橋驅(qū)動電路輸出端與制冷機連接，控制電路的輸出端與H橋預(yù)驅(qū)動電路的輸入端連接，H橋預(yù)驅(qū)動電路的輸出端與H橋驅(qū)動電路連接；制冷機工作電流檢測電路用于檢測制冷機的工作電流值，制冷機冷頭溫度采集電路的輸入端與安裝在制冷機冷頭上的溫度傳感器或鉑電阻連接，制冷機熱端溫度采集電路的輸入端與安裝在制冷機熱端的溫度傳感器連接，制冷機工作電流檢測電路、制冷機冷頭溫度采集電路和制冷機熱端溫度采集電路的輸出端均與控制電路連接。本發(fā)明可確保制冷機安全運行和關(guān)機。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電路設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種氣體軸承斯特林制冷機驅(qū)動控制電路及控制方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有氣體軸承斯特林制冷機驅(qū)動控制器的驅(qū)動采用H橋逆變電路，H橋的4個電子開關(guān)器件采用NMOS管。工作時，同一橋臂上下兩個開關(guān)管交錯開關(guān)，由于MOS管本身結(jié)電容的存在，當(dāng)上管開通時，輸入電壓加到下管DS端，并通過結(jié)電容給下管的柵極充電，當(dāng)充電電壓達到柵極開通電壓時，引發(fā)下管導(dǎo)通，導(dǎo)致驅(qū)動控制器的H橋電路直通，驅(qū)動控制器損壞。當(dāng)驅(qū)動控制器輸入電壓增高，柵極充電電壓更高，H橋電路更加容易直通。

為了確保輸入電壓增高狀態(tài)下，制冷機仍然可靠運行，需要設(shè)計一種氣體軸承斯特林制冷機驅(qū)動控制電路，滿足H橋輸入電壓增高情況下，NMOS管柵極充電電壓不會超過開通電壓，確保制冷機可靠運行。同時避免制冷機運行過程中制冷機本體溫升過高導(dǎo)致制冷機消磁損壞。另外驅(qū)動控制器需要具有給制冷機冷頭加熱功能，在制冷機關(guān)機前自動給制冷機冷頭加熱，防止關(guān)機時制冷機冷頭溫度過低而引發(fā)制冷機發(fā)電，從而損壞制冷機。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述背景技術(shù)中的不足，以在電壓增高狀態(tài)下，確保制冷機的可靠運行。

為實現(xiàn)以上目的，采用一種氣體軸承斯特林制冷機驅(qū)動控制電路，包括：電流補償電路、H橋驅(qū)動電路、制冷機、H橋預(yù)驅(qū)動電路、控制電路、制冷機工作電流檢測電路、制冷機冷頭溫度采集電路和制冷機熱端溫度采集電路；

H橋驅(qū)動電路輸入端與電流補償電路輸出端和電源連接，H橋驅(qū)動電路輸出端與制冷機連接，控制電路的輸出端與H橋預(yù)驅(qū)動電路的輸入端連接，H橋預(yù)驅(qū)動電路的輸出端與H橋驅(qū)動電路連接；

制冷機工作電流檢測電路用于檢測制冷機的工作電流值，制冷機冷頭溫度采集電路的輸入端與安裝在制冷機冷頭上的溫度傳感器或鉑電阻連接，制冷機熱端溫度采集電路的輸入端與安裝在制冷機熱端的溫度傳感器連接，制冷機工作電流檢測電路、制冷機冷頭溫度采集電路和制冷機熱端溫度采集電路的輸出端均與控制電路連接。

進一步地，還包括制冷機冷端加熱電路，所述控制電路的輸出端與制冷機冷端加熱電路連接，制冷機冷端加熱電路的輸出端與制冷機冷頭上的加熱電阻連接。

進一步地，所述控制電路的PWM信號輸出端與所述H橋預(yù)驅(qū)動電路輸入端連接，所述H橋預(yù)驅(qū)動電路的輸出經(jīng)電阻R1、R2、R3和R4與所述H橋驅(qū)動電路連接，電阻R1、R2、R3和R4分別接在所述H橋驅(qū)動電路中四個NMOS管的G端和S端；

所述H橋驅(qū)動電路經(jīng)測流電路一和測流電路二與所述制冷機的輸入連接，測流電路一和測流電路二的輸出與所述控制電路連接。

進一步地，所述制冷機冷頭溫度采集電路包括可變電阻、運算放大器、PMOS管和電阻R5、R6、R7、R8和R9，可變電阻與電阻R5、R6、R7串聯(lián)，電阻R6和R7連接線和可變電阻滑動觸動之間連接有電阻R8，電阻R9一端與運算放大器反相輸入連接，電阻R6和R7連接線與運算放大器正相輸入連接，運算放大器輸出端與PMOS管的D極連接，PMOS管的S極與所述制冷機冷頭上的溫度傳感器或鉑電阻連接、以及與所述控制電路的輸入端連接。