[发明专利]基于热电制冷器的宽电源功耗限制型恒温控制器

摘要

本发明的基于热电制冷器的宽电源功耗限制型恒温控制器属于电子技术的技术领域。结构有温度设置电路(2)和温度取样电路(4)通过选择开关连接显示驱动电路(3)；温度设置电路和温度取样电路通过减法器相减后，输出信号送到PI控制电路(5)，PI控制电路的输出信号送到限流电路(6)进行限流，限流后的信号送到功率控制电路(7)，功率控制电路产生的控制信号送到功率输出电路(8)，由功率输出电路输出功率用于驱动热电制冷器(TEC)。本发明双重负反馈结构使控温精确度在±0.1℃，稳定度在±0.002℃；功率输出电路采用多管扩流技术是最大输出功率高达150W；限流电路能有效保护仪器的稳定工作。

主权项

一种基于热电制冷器的宽电源功耗限制型恒温控制器，结构包括前面板(1)、温度设置电路(2)、温度取样电路(4)和热电制冷器(TEC)；温度设置电路(2)和温度取样电路(4)通过选择开关连接显示驱动电路(3)，由显示驱动电路(3)显示设置温度值或实际温度值；其特征在于，结构还有PI控制电路(5)、限流电路(6)、功率控制电路(7)和功率输出电路(8)；温度设置电路(2)和温度取样电路(4)通过减法器相减后，输出信号送到PI控制电路(5)，PI控制电路(5)的输出信号送到限流电路(6)进行限流，限流后的信号送到功率控制电路(7)，功率控制电路(7)产生的控制信号送到功率输出电路(8)，由功率输出电路(8)输出功率用于驱动热电制冷器(TEC)；所述的温度设置电路(2)、显示驱动电路(3)、温度取样电路(4)、PI控制电路(5)、限流电路(6)、功率控制电路(7)和功率输出电路(8)，均采用双电源供电，供电电压范围为±5V～±16V，各电路中的正电源VCC和负电源VEE的大小相同，符号相反；各电路中所有集成运放均采用LM358型号，所有集成运放的8脚均接正电源VCC，并经过0.33u的电容接地，所有集成运放的4脚均接负电源VEE，并经过0.33u的电容接地；所述的PI控制电路(5)是：集成运放U3B的5脚经电阻R12接地，并经电阻R11接温度取样电路(4)中的端口“Real_T”，6脚经电阻R10接温度设置电路(2)中的端口“Set_T”，6脚经电阻R13接7脚，7脚接端口“K_Full”；端口“K_Full”是前面板(1)中“增益调节”电位器的满电阻端，“增益调节”电位器的零电阻端接地，可变电阻端“K_ADJ”接集成运放U4B的5脚；集成运放U4B的6脚接7脚，并经电阻R15接集成运放U5B的6脚；集成运放U5B的5脚接地，6脚经电阻R16接7脚，7脚经电阻R17接端口“V_Sum”；集成运放U3B的7脚经电阻R14接集成运放U4A的2脚；集成运放U4A的3脚接地，2脚经电容C8接1脚，1脚经电阻R18接端口“V_Sum”；端口“V_Sum”作为限流电路(6)的输入；所述的限流电路(6)是：集成运放U5A的3脚接地，2脚接PI控制电路(5)的输出信号“V_Sum”，并经电阻R19接1脚，2脚接稳压二极管D3的阳极；稳压二极管D3的阴极接稳压二极管D4的阴极，稳压二极管D4的阳极接集成运放U5A的1脚；集成运放U5A的1脚经电阻R20接端口“C_Full”；端口“C_Full”是前面板(1)中“限流预置”电位器的满电阻端，“限流预置”电位器的零电阻端接地，可变电阻端接端口“C_Limit”，作为功率控制电路(7)的输入信号；所述的功率控制电路(7)是：集成运放U6A的3脚经电阻R21接端口“C_Limit”，端口“C_Limit”接前面板(1)中“限流预置”电位器的可变电阻端，集成运放U6A的2脚经电容C15接1脚，1脚接端口“H_Left”，并且经电容C16接地，1脚经电阻R23接集成运放U6B的6脚；集成运放U6B的5脚接地，6脚经电阻R22接7脚，7脚接端口“H_Right”，并经电容C17接地；集成运放U7A的2脚经电阻R28接地，2脚经电阻R27接功率输出电路(8)的信号“Rs‑”，集成运放U7A的3脚经电阻R26接功率输出电路(8)的信号“Rs+”，3脚经电阻R25接1脚，1脚经电阻R24接集成运放U6A的2脚；所述的功率输出电路(8)是：达林顿管Q1、达林顿管Q2、达林顿管Q3、达林顿管Q4均采用TIP132型号，达林顿管Q5、达林顿管Q6、达林顿管Q7、达林顿管Q8均采用TIP137型号；达林顿管Q1的2脚接正电源VCC，1脚接达林顿管Q5的1脚，并且经电阻R30接功率控制电路(7)的控制信号“H_Left”；达林顿管Q2的2脚接正电源VCC，1脚接达林顿管Q6的1脚，并且经电阻R29接功率控制电路(7)的控制信号“H_Left”；达林顿管Q1的3脚接达林顿管Q2的3脚、接达林顿管Q5的3脚、接达林顿管Q6的3脚、接端口“Rs+”、经电阻Rs接端口“TEC”的1脚；端口“TEC”的1脚接端口“Rs‑”；端口“TEC”是前面板(1)中的“TEC输出”接口；达林顿管Q4的2脚接正电源VCC，1脚接达林顿管Q8的1脚，并且经电阻R32接功率控制电路(7)的控制信号“H_Right”；达林顿管Q3的2脚接正电源VCC，1脚接达林顿管Q7的1脚，并且经电阻R31接功率控制电路(7)的控制信号“H_Right”；达林顿管Q4的3脚接达林顿管Q3的3脚、接达林顿管Q8的3脚、接达林顿管Q7的3脚、接端口“TEC”的2脚；达林顿管Q5的2脚、达林顿管Q6的2脚、达林顿管Q7的2脚和达林顿管Q8的2脚接负电源VEE。