CN103425152A - 温箱温度控制电路 - Google Patents

Abstract

一种温箱温度控制电路，用于控制温箱温度保持在预设的温度值，温箱温度控制电路包括可变电阻R1、用于感应温箱温度的温度感应模块、用于发热的发热模块、用于在断开时控制发热模块停止发热、在导通时控制发热模块发热的开关模块及用于根据可变电阻R1预设的温箱温度和温度感应模块感应的温箱温度控制开关模块的断开和导通的温度控制模块。因此，温度控制模块能够通过控制开关模块的导通或断开，进而控制发热模块的发热状态，从而达到控制温箱的温度保持在预设的温度。

Description

温箱温度控制电路

技术领域

本发明涉及温度控制电路，特别是涉及一种温箱温度控制电路。

背景技术

灯具照明在现代社会里面随处可见。在灯具生产时，要对灯具的寿命和安全性进行预估和测试。在灯具的结构里，有时会用到塑料或橡胶部件。由于灯具在使用的过程会发热，塑料或橡胶部件在较高的温度下会加速老化，塑料和橡胶部件老化后会变脆，因此功能就会降低。从而灯具的可靠性和安全性能就降低，甚至会因此出现危险或重大事故，例如，漏电产生的触电事件或是溅出电火花引起火灾等。

为了降低这种危险事故发生概率，就要对橡胶和塑料部件的使用温度进行控制，即保证塑料和橡胶部件处于一定的温度下工作。

发明内容

基于此，有必要针对灯具中的塑料或橡胶部件在较高温度下会加速老化问题，提供一种用于老化寿命测试的温箱温度控制电路。

一种温箱温度控制电路，用于控制温箱温度保持在预设的温度值，其特征在于，所述温箱温度控制电路包括可变电阻R1、用于感应温箱温度的温度感应模块、用于发热的发热模块、用于在断开时控制发热模块停止发热、在导通时控制所述发热模块发热的开关模块及用于根据所述可变电阻R1预设的温箱温度和所述温度感应模块感应的温箱温度控制所述开关模块的断开和导通的温度控制模块；

所述可变电阻R1的一端与所述温度感应模块连接，所述可变电阻R1的另一端接地，所述温度控制模块的输入端与所述可变电阻R1和所述温度感应模块的公共端连接，所述温度控制模块的输出端与所述开关模块的控制端连接，所述开关模块的输入端与所述发热模块连接，所述开关模块的输出端接地。

在其中一个实施例中，所述温度感应模块为热敏电阻R5，所述温度控制模块包括比较器，所述开关模块包括开关管Q1和继电器K1；所述发热模块为发热电阻R6；

所述热敏电阻R5置于温箱内部，所述热敏电阻R5的一端用于与直流电源正极连接，所述热敏电阻R5的另一端与可变电阻R1连接；

所述比较器的正相输入端与所述热敏电阻R5和所述可变电阻R1的公共端连接，所述比较器的反相输入端输入基准电压，所述比较器的输出端与所述开关管Q1的控制端连接，

所述开关管Q1的控制端为所述开关模块的控制端，所述开关管Q1的输出端为所述开关模块的输出端，所述继电器K1的电磁开关与所述发热电阻R6连接的一端为所述开关模块的输入端；

所述开关管Q1的输出端接地，所述开关管Q1的输入端与所述继电器K1的电磁线圈的一端连接，所述继电器K1的电磁线圈的另一端用于与直流电源正极连接，所述继电器K1的电磁开关的一端用于与交流电源的零线连接，另一端与所述发热电阻R6连接，所述发热电阻R6的另一端用于与交流电源的火线连接。

在其中一个实施例中，所述温度控制模块还包括分压电阻R2和分压电阻R3，所述分压电阻R3一端接地，另一端与所述分压电阻R2连接，所述分压电阻R2的另一端用于与直流电源的正极连接，所述分压电阻R2和分压电阻R3的公共端与比较器的反相输入端连接。

在其中一个实施例中，所述温度控制模块还包括下拉电阻R4，所述下拉电阻R4一端与比较器的输出端连接，另一端接地。

在其中一个实施例中，所述温度控制模块还包括滤波电容C3，所述滤波电容C3一端与比较器的输出端连接，另一端接地。

在其中一个实施例中，所述温箱温度控制电路还包括次温度控制模块，所述次温度控制模块用于在温箱内的温度达到温度阈值时，控制发热模块停止发热。

在其中一个实施例中，所述次温度控制模块为温控开关，所述温控开关K2的一端与发热电阻R6连接，所述温控开关K2的另一端与继电器K1的电磁开关连接。

在其中一个实施例中，所述电路还包括风扇F1及用于控制风扇F1电源接入的开关SW1，所述开关SW1与风扇F1串联于交流电源之间。

在其中一个实施例中，所述电路还包括变电模块，所述变电模块包括依次电连接的变压器T1、整流模块B1以及三端稳压管Q2，所述变压器T1初级线圈输入交流电源的输入电压，次级线圈与所述整流模块B1的输入端连接，所述整流模块B1的输出端与所述三端稳压管Q2的输入端连接，所述三端稳压管Q2的输出端输出稳定的直流电源，所述三端稳压管Q2的接地端接地。

在其中一个实施例中，所述变电模块还包括滤波电容C1和滤波电容C2，所述滤波电容C1电连接在整流模块B1的输入端与地之间，所述滤波电容C2电连接在三端稳压管Q2的输出端与地之间。

上述温箱温度控制电路通过可变电阻R1预设温箱的温度，并通过温度控制模块控制开关模块的导通或断开，从而由开关模块控制发热模块的发热状态。具体地，若温箱的温度高于可变电阻R1预定的温度，使温度控制模块输入发生变化，温度控制模块控制开关模块断开，则发热模块停止发热。若温箱的温度低于可变电阻R1预定的温度，使温度控制模块的输入发生变化，温度控制模块控制开关模块导通，则发热模块发热。因此，温度控制模块能够通过控制开关模块的导通或断开，进而控制发热模块的发热状态，从而达到控制温箱的温度保持在预设的温度。

附图说明

图1为温箱温度控制电路的结构示意图；

图2为温箱温度控制电路原理图。

具体实施方式

如图1所示，为温箱温度控制电路的结构示意图。一种温箱温度控制电路，用于控制温箱温度保持在设定的温度值，包括可变电阻R1、用于感应温箱温度的温度感应模块10、用于发热的发热模块40、用于在断开时控制发热模块40停止发热、在导通时控制发热模块40发热的开关模块30及用于根据可变电阻R1预设的温箱温度和温度感应模块10感应的温箱温度控制开关模块30的断开和导通的温度控制模块20。

可变电阻R1的一端与温度感应模块10连接，可变电阻R1的另一端接地，温度控制模块20的输入端与可变电阻R1和温度感应模块10的公共端连接，温度控制模块20的输出端与开关模块30的控制端连接，开关模块的30输入端与发热模块40连接，开关模块30的输出端接地。

请结合图2。温度感应模块10包括热敏电阻R5。

温度控制模块20包括比较器。

开关模块30包括开关管Q1和继电器K1。

发热模块40为发热电阻R6。

热敏电阻R5置于温箱内部，热敏电阻R5的一端与直流电源正极连接，热敏电阻R5的另一端与可变电阻R1连接，可变电阻R1的另一端接地。热敏电阻R5随着温度的升高自身的阻值变大，与可变电阻R1串联分得的电压增大，当达到预定温度后，热敏电阻R5分得的部分压降，使得可变电阻R1两端的压降与基准电压相等。因此，根据可变电阻R1两端的电压能够知道热敏电阻R5此时对应的温度，即此时温箱的温度值。比较器的正相输入端与热敏电阻R5和可变电阻R1的公共端连接，比较器的反相输入端输入基准电压，比较器的输出端与开关管Q1的控制端连接，开关管Q1的输出端接地，开关管Q1的输入端与继电器K1的电磁线圈的一端连接，继电器K1的电磁线圈的另一端与直流电源正极连接，继电器K1的电磁开关与发热电阻R6串联于交流电源的正负极之间。比较器用于比较可变电阻R1两端的电压与基准电压之间的大小，根据判断可变电阻R1两端的电压来判断是否需要对发热电阻R6进行控制。

比较器的正相输入端输入可变电阻R1两端的电压，而可变电阻R1两端的电压由可变电阻R1本身的阻值和热敏电阻R5的阻值决定。因此，在预设可变电阻R1的阻值后，温箱的预设温度值可根据可变电阻R1的预设阻值计算得出，即，通过预设可变电阻R1的阻值能够预设温箱的温度值。

具体地，当比较器的正相输入端的电压大于基准电压时，比较器的输出端输出高电平，从而会通过开关管Q1和继电器K1控制发热电阻R6发热。当比较器的正相输入端的电压小于基准电压时，比较器的输出端输出低电平，从而会通过开关管Q1和继电器K1控制发热电阻R6停止发热。其中，比较器的正相输入端的输入电压为可变电阻R1两端的压降，比较器的反相输入端的输入电压为基准电压。因此，比较器能够通过电压值的反馈来控制温箱内的温度值保持在某个预设的温度值。

在本实施例中，温度控制模块20还包括电阻R2和电阻R3，电阻R3的一端接地，电阻R3的另一端与电阻R2连接，电阻R2的另一端与直流电源的正极连接，电阻R2和电阻R3的公共端与比较器的反相输入端连接。电阻R2和电阻R3是用于提供基准电压的，在电阻R2和电阻R3确定后，电阻R2两端的电压在恒定的电源下是固定不变的。电阻R2两端的电压作为基准电压加在比较器的反相输入端。

在本实施例中，温度控制模块20还包括下拉电阻R4，下拉电阻R4的一端与比较器的输出端连接，下拉电阻R4的另一端接地。下拉电阻R4主要用于给比较器的输出一个固定的压降。

在本实施例中，温度控制模块20还包括滤波电容C3，滤波电容C3的一端与比较器的输出端连接，滤波电容C3的另一端接地。滤波电容C3主要用于滤波。

温箱温度控制电路还包括次温度控制模块，次温度控制模块用于在温箱内的温度达到温度阈值时，控制发热模块40断开。次温度控制模块只有在温度控制模块20不起作用，导致温箱的温度过高，以至于高出温度阈值时，才对发热电阻R6进行控制。

次温度控制模块为温控开关K2，温控开关K2的一端与发热电阻R6连接，温控开关K2的另一端与继电器K1的电磁开关连接。温控开关K2一直处于闭合状态，在温度控制模块20损坏，导致无法断开继电器K1的电磁开关，发热电阻R6一直发热，因而温箱内的温度一直上升，直至上升到温度阈值时，温控开关K2断开，使发热电阻R6停止发热。因此，温控开关K2是作为保护开关设置的，主要用于在温箱温度控制电路出现异常时，断开发热电阻R6所在的回路，保护温箱温度控制电路。

在本实施例中，温箱温度控制电路还包括风扇F1及用于控制风扇F1电源接入的开关SW1，开关SW1与风扇F1串联于交流电源之间。风扇F1主要用于将发热电阻R6的热量吹散开来，使得热量能够均匀分布，从而使温箱内的温度均衡。开关SW1用于控制风扇的电源接入或断开。

温箱温度控制电路还包括变电模块，变电模块包括依次电连接的变压器T1、整流模块B1以及三端稳压管Q2，变压器T1初级线圈输入交流电源的输入电压，次级线圈与整流模块B1的输入端连接，整流模块B1的输出端与三端稳压管Q2的输入端连接，三端稳压管Q2的输出端输出稳定的直流电源，三端稳压管Q2的接地端接地。

在本实施例中，通过变电模块将交流电进行整流后作为直流电源。在其它实施例中，也可以直接提供直流电源，或者将交流电源替换为直流电源。

变电模块还包括滤波电容C1和滤波电容C2，滤波电容C1电连接在整流模块B1的输入端与地之间，滤波电容C2电连接在三端稳压管Q2的输出端与地之间。

上述温箱温度控制电路通过可变电阻R1预设温箱的温度，并通过温度控制模块20控制开关模块30的导通或断开，从而由开关模块30控制发热模块的发热状态。具体地，若温箱的温度高于可变电阻R1预定的温度，使温度控制模块20输入发生变化，温度控制模块20控制开关模块30断开，则发热模块40停止发热。若温箱的温度低于可变电阻R1预定的温度，使温度控制模块20的输入发生变化，温度控制模20块控制开关模块30导通，则发热模块40发热。因此，温度控制模块20能够通过控制开关模块30的导通或断开，进而控制发热模块40的发热状态，从而达到控制温箱的温度保持在预设的温度。

基于上述所有实施例，如图2所示的温箱温度控制电路的工作原理如下：

由于基准电压是由电阻R2和电阻R3的阻值决定的。在确定电阻R2和电阻R3的阻值后，能够得知电阻R2上分得的电压，即基准电压。对应地，根据预定的温度值能够查找出热敏电阻R5对应的阻值，因此，可以计算出可变电阻R1需要的阻值。

可变电阻R1和热敏电阻R5构成温度转换模块，即热敏电阻R5根据温度变化而发生阻值变化，从而导致可变电阻R1两端的电压值发生变化。因此，在可变电阻R1的阻值设定后，热敏电阻R5的阻值只有变化到与可变电阻R1分压后，可变电阻R1上分到的电压与电阻R2两端的电压一致时，温箱的温度值才达到预定的温度值。

根据上述原理，在设定好可变电阻R1的阻值后，温箱温度控制电路接入电源开始工作。合上开关S1，风扇F1开始运转，温箱内的密闭空间出现风循环。同时，交流电源经变压器T1变压，然后经过整流桥B1整理，滤波电容C1的滤波，再通过三端稳压管Q2输出稳定的直流电压。滤波电容C2对直流电压滤波，电流到达开关管Q1，而与开关管Q1连接的继电器K1的电磁线圈的通电由开关管Q1控制。同时电流也到了电阻R2和电阻R3，因此，在比较器的反相输入端输入基准电压。同理，可变电阻R1和热敏电阻R5也得电。

一般来说，在刚开始通电的时候，温箱内的温度比较低，热敏电阻R5感应到温度低时，热敏电阻R5的阻值就小于预定温度对应的阻值。因此，可变电阻R1上分得的电压就高。可变电阻R1上的电压输入到比较器的正相输入端。根据可变电阻R1上的电压与基准电压之间的关系可知，此时比较器的正相输入端的电压高于反相输入端的基准电压，从而，比较器的输出端输出高电平。开关管Q1的控制端接收到高电平后，开关管Q1导通，因此，与开关管Q1连接的继电器K1的电磁线圈得电，继电器K1的电磁开关闭合。由于温控开关K2在温箱内的温度没有达到温度阈值时是一直闭合的，因此，在继电器K1的电磁开关闭合后，发热电阻R6开始发热。由于风扇F1已经在运转，所以温箱内的发热电阻R6的热量会被风扇F1吹送到温箱的各个角落，使得温箱内的温度均匀。此时在发热电阻R6不断发热的情况下，温箱内的温度会慢慢上升。

置于温箱内的热敏电阻R5在感应到温度上升时，自身的阻值会随着温度的上升而增大。从而热敏电阻R5上分得的电压逐渐增大，相应地，可变电阻R1上的电压逐渐变小。当可变电阻R1上的电压减小到小于基准电压时，热敏电阻R5即达到预设温度对应的阻值。比较器输出低电平，开关管Q1断开，从而继电器K1的电磁线圈失电，继电器K1的电磁开关断开，发热电阻R6失电停止发热。此时温箱内的温度达到预设的温度值。

在发热电阻R6停止发热后，还有余热，因此温箱内的温度会比预设的温度高出一点。而风扇F1还在继续运转，温箱内的能量也会出现损失，因此，在没有加热的情况下，温箱内的温度会慢慢下降。相应地，热敏电阻R5感应到温度降低，自身的阻值开始变小，热敏电阻R5分得的电压开始减小，因此可变电阻R1上的电压逐渐增大。当可变电阻R1上的电压高于基准电压时，比较器输出高电平，开关管Q1导通，因此，与开关管Q1连接的继电器K1的电磁线圈得电，继电器K1的电磁开关闭合。由于温控开关K2在温箱内的温度没有达到温度阈值时是一直闭合的，因此，在继电器K1的电磁开关闭合后，发热电阻R6开始发热。从而控制温箱的温度开始上升，直至达到预设的温度值。

基于上述原理，可变电阻R1和热敏电阻R5将感应的温度值转换成电压值，从而改变温度控制模块的控制状态，最终改变发热电阻R6的发热状态，达到控制温度的目的。只要预设了温箱的温度值，计算出可变电阻R1需要的阻值，就能通过上述温箱温度控制电路控制温箱的温度在一个预设的温度值附近微小波动，从而达到控制温箱的温度值恒定。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种温箱温度控制电路，用于控制温箱温度保持在预设的温度值，其特征在于，所述温箱温度控制电路包括可变电阻R1、用于感应温箱温度的温度感应模块、用于发热的发热模块、用于在断开时控制发热模块停止发热、在导通时控制所述发热模块发热的开关模块及用于根据所述可变电阻R1预设的温箱温度和所述温度感应模块感应的温箱温度控制所述开关模块的断开和导通的温度控制模块；

所述可变电阻R1的一端与所述温度感应模块连接，所述可变电阻R1的另一端接地，所述温度控制模块的输入端与所述可变电阻R1和所述温度感应模块的公共端连接，所述温度控制模块的输出端与所述开关模块的控制端连接，所述开关模块的输入端与所述发热模块连接，所述开关模块的输出端接地。

2.根据权利要求1所述的温箱温度控制电路，其特征在于，所述温度感应模块为热敏电阻R5，所述温度控制模块包括比较器，所述开关模块包括开关管Q1和继电器K1；所述发热模块为发热电阻R6；

所述热敏电阻R5置于温箱内部，所述热敏电阻R5的一端用于与直流电源正极连接，所述热敏电阻R5的另一端与可变电阻R1连接；

所述比较器的正相输入端与所述热敏电阻R5和所述可变电阻R1的公共端连接，所述比较器的反相输入端输入基准电压，所述比较器的输出端与所述开关管Q1的控制端连接，

所述开关管Q1的控制端为所述开关模块的控制端，所述开关管Q1的输出端为所述开关模块的输出端，所述继电器K1的电磁开关与所述发热电阻R6连接的一端为所述开关模块的输入端；

所述开关管Q1的输出端接地，所述开关管Q1的输入端与所述继电器K1的电磁线圈的一端连接，所述继电器K1的电磁线圈的另一端用于与直流电源正极连接，所述继电器K1的电磁开关的一端用于与交流电源的零线连接，另一端与所述发热电阻R6连接，所述发热电阻R6的另一端用于与交流电源的火线连接。

3.根据权利要求2所述的温箱温度控制电路，其特征在于，所述温度控制模块还包括分压电阻R2和分压电阻R3，所述分压电阻R3一端接地，另一端与所述分压电阻R2连接，所述分压电阻R2的另一端用于与直流电源的正极连接，所述分压电阻R2和分压电阻R3的公共端与比较器的反相输入端连接。

4.根据权利要求2所述的温箱温度控制电路，其特征在于，所述温度控制模块还包括下拉电阻R4，所述下拉电阻R4一端与比较器的输出端连接，另一端接地。

5.根据权利要求2所述的温箱温度控制电路，其特征在于，所述温度控制模块还包括滤波电容C3，所述滤波电容C3一端与比较器的输出端连接，另一端接地。

6.根据权利要求2所述的温箱温度控制电路，其特征在于，所述温箱温度控制电路还包括次温度控制模块，所述次温度控制模块用于在温箱内的温度达到温度阈值时，控制发热模块停止发热。

7.根据权利要求6所述的温箱温度控制电路，其特征在于，所述次温度控制模块为温控开关，所述温控开关K2的一端与发热电阻R6连接，所述温控开关K2的另一端与继电器K1的电磁开关连接。

8.根据权利要求1所述的温箱温度控制电路，其特征在于，所述电路还包括风扇F1及用于控制风扇F1电源接入的开关SW1，所述开关SW1与风扇F1串联于交流电源之间。

9.根据权利要求1所述的温箱温度控制电路，其特征在于，所述电路还包括变电模块，所述变电模块包括依次电连接的变压器T1、整流模块B1以及三端稳压管Q2，所述变压器T1初级线圈输入交流电源的输入电压，次级线圈与所述整流模块B1的输入端连接，所述整流模块B1的输出端与所述三端稳压管Q2的输入端连接，所述三端稳压管Q2的输出端输出稳定的直流电源，所述三端稳压管Q2的接地端接地。

10.根据权利要求9所述的温箱温度控制电路，其特征在于，所述变电模块还包括滤波电容C1和滤波电容C2，所述滤波电容C1电连接在整流模块B1的输入端与地之间，所述滤波电容C2电连接在三端稳压管Q2的输出端与地之间。

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