CN104997490A - 一种新型放大式场强检测低功耗测温系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型放大式场强检测低功耗测温系统，由温度采集电路、信号转换电路及差分放大器电路，在温度采集电路和信号转换电路的输出端之间还串接有交错双向控制电路，与交错双向控制电路输出端相连接的恒流恒压控制电路，以及与交错双向控制电路和恒流恒压控制电路相连接的光束激发式逻辑放大电路组成，其特征在于，在光束激发式逻辑放大电路与差分放大器电路之间还串接有放大式场强检测电路。本发明增加了恒流恒压控制电路、交错双向控制电路，从而确保其放大式场强检测电路在工作时电流和电压的性能稳定，能显著的提高测量数据的准确性和稳定性。

Description

一种新型放大式场强检测低功耗测温系统

技术领域

本发明涉及一种电子测量仪器，具体是指一种新型放大式场强检测低功耗测温系统。

背景技术

目前，市场上的体温测量仪器主要有两种，一种是传统的水银温度计，另一种便是电子体温计。传统的水银温度计虽然应用时间较长，但其却存在测量不方便、易碎、测量时间较长等缺陷，不便于长时间连续体温监测。而电子体温计虽便于检测，但其核心要求之一就是要具有低功耗性能，以使产品实用化。为了实现低功耗，就要求电子体温计在非测量状态要进入低功耗状态，在有测量需求时再进入功耗较高的测量状态。为检测到是否有测量需求，传统做法都是为电子体温计增加按键，在按键没有按下时体温计为低功耗状态，当按键按下时，则会唤醒电子体温计并进入测量状态。采用这种方式虽然能降低一部分功耗，但由于人体本身就存在静电，因此当此种电子体温计接触到人体皮肤时，便会使得电子体温计的工作电流和电压发生波动，进而会导致数据经常发生变化，不能给到使用者一个较为恒定的参考数据。

发明内容

本发明的目的在于克服目前电子体温计所存在的结构复杂及工作电流和电压会发生波动的缺陷，提供一种新型放大式场强检测低功耗测温系统。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种新型放大式场强检测低功耗测温系统，由温度采集电路、信号转换电路及差分放大器电路，串接在温度采集电路和信号转换电路之间的交错双向控制电路，与交错双向控制电路输出端相连接的恒流恒压控制电路，以及与交错双向控制电路和恒流恒压控制电路相连接的光束激发式逻辑放大电路组成，所述差分放大器电路的输入端与该恒流恒压控制电路的输出端相连接。同时，在光束激发式逻辑放大电路与差分放大器电路之间还串接有放大式场强检测电路；所述放大式场强检测电路由集成块U4，功率放大器P2，正极经电阻R21后与集成块U4的DD脚相连接、负极顺次经电阻R22、电阻R25、二极管D6、电阻R23后与集成块U4的COMP脚相连接的极性电容C12，N极经电阻R20后与功率放大器P2的负极输入端相连接、P极顺次经电阻R19、极性电容C11、电阻R18、电阻R16、电阻R17、电容C10后与功率放大器P2的正极输入端相连接的二极管D5，基极经电阻R27后与集成块U4的SW脚相连接、其发射极顺次经电阻R24、电阻R26、电阻R29后与功率放大器P2的输出端相连接、其集电极接地的三极管Q3，一端与电阻R24与电阻R26的连接点相连接、另一端与集成块U4的COMP脚相连接的电阻R28组成；所述集成块U4的SENSE脚与极性电容C11与电阻R19的连接点相连接、其PWM脚与极性电容C12的正极相连接、其ADJ脚与极性电容C12的负极相连接、其IN脚与电阻R16与电阻R18的连接点相连接后再与光束激发式逻辑放大电路相连接、其GND脚接地；所述电阻R22与电阻R25的连接点接地；所述功率放大器P2的输出端与差分放大器电路相连接。

所述交错双向控制电路由控制芯片UCC，栅极与控制芯片UCC的GDA管脚相连接的场效应管MOS1，栅极与控制芯片UCC的GDB管脚相连接的场效应管MOS2，P极与场效应管MOS1的漏极相连接、其N极经电容C5后与场效应管MOS1的源极相连接的二极管D1，以及P极与场效应管MOS2的源极相连接、N极经电容C6后与场效应管MOS2的漏极相连接的二极管D2组成；所述温度采集电路的输出端与场效应管MOS1的漏极相连接，信号转换电路的输出端与场效应管MOS2的源极相连接，而恒流恒压控制电路的输入端则分别与二极管D1的N极和二极管D2的N极相连接。

所述光束激发式逻辑放大电路主要由功率放大器P1，与非门IC1，与非门IC2，与非门IC3，负极与功率放大器P1的正极输入端相连接、正极经光二极管D3后接地的极性电容C7，一端与极性电容C7的正极相连接、另一端经二极管D4后接地的电阻R11，正极与电阻R11和二极管D4的连接点相连接、负极接地的极性电容C9，一端与与非门IC1的负极输入端相连接、另一端与功率放大器P的正极输入端相连接的电阻R12，串接在功率放大器P1的负极输入端与输出端之间的电阻R13，一端与与非门IC1的输出端相连接、另一端与与非门IC3的负极输入端相连接的电阻R14，正极与与非门IC2的输出端相连接、负极与与非门IC3的负极输入端相连接的电容C8，以及一端与极性电容C9的正极相连接、另一端与与非门IC2的负极输入端相连接的电阻R15组成；所述与非门IC1的正极输入端与功率放大器P1的负极输入端相连接，其输出端与与非门IC2的正极输入端相连接；与非门IC3的正极输入端与功率放大器P1的输出端相连接，其输出端则与集成块U4的IN脚相连接；功率放大器P1的正极输入端还与场效应管MOS2的源极相连接。

所述恒流恒压控制电路由三极管Q1，三极管Q2，可控晶闸管D，滑动变阻器W1，滑动变阻器W2，电阻R10，以及串接在三极管Q1的集电极与基极之间的电阻R9组成；所述可控晶闸管D的N极与三极管Q1的基极相连接，其P极经滑动变阻器W2后与三极管Q1的发射极相连接，其控制极则与滑动变阻器W2的滑动端相连接；三极管Q2的发射极与三极管Q1的发射极相连接，其基极顺次经滑动变阻器W1和电阻R10后与可控晶闸管D的P极相连接；所述二极管D1的N极则与三极管Q1的集电极相连接，所述场效应管MOS1的源极与三极管Q1的基极相连接，所述二极管D2的N极则与可控晶闸管D的P极相连接；差分放大器电路的输入端则分别与三极管Q2的集电极和可控晶闸管D的P极相连接。

所述温度采集电路由电阻R1、电阻R2、电阻R4、电容C2及电压跟随器U3组成；所述电阻R1的一端外接直流电压VCC，其另一端经电阻R4后接地；电容C2与电阻R4相并联；电压跟随器U3的负极与电阻R4和电阻R1的连接点相连接，其输出端则经电阻R2后与场效应管MOS1的漏极相连接。

所述信号转换电路由温度传感器R8，与该温度传感器R8相串联的分压电阻R5，与温度传感器R8相并联的电容C1，以及正极与温度传感器R8和分压电阻R5的连接点相连接、而输出端则经电阻R3后与场效应管MOS2的源极相连接的电压跟随器U1组成。

所述差分放大器电路由差分放大器U2，一端与差分放大器U2的负极相连接、另一端接地的电阻R6，与电阻R6相并联的电容C3，一端与差分放大器U2的正极相连接、另一端与差分放大器U2的输出端相连接的电阻R7，以及与电阻R7相并联的电容C4组成；所述差分放大器U2的负极要与三极管Q2的集电极相连接、而正极相则与可控晶闸管D的P极连接、同时其输出端又与功率放大器P2的输出端相连接。

为确保本发明的使用效果，所述集成块U1优先采用SD42524型集成电路来实现。

本发明较现有技术相比具有以下优点及有益效果：

(1)本发明整体结构非常简单，能在不增加电子体温计结构复杂程序和防水难度的情况下，实现体温计的低功耗性能。

(2)本发明优先采用放大式场强检测电路，该电路能有效的控制电路的电压、电流以及有效降低能耗和电流噪音，能显著的提高测量数据的准确性和稳定性。

(3)本发明增加了恒流恒压控制电路、交错双向控制电路，从而确保其放大式场强检测电路在工作时电流和电压的性能稳定。

稳定。

附图说明

图1为本发明的整体电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，本发明包括有放大式场强检测电路、温度采集电路、信号转换电路、差分放大器、交错双向控制电路、恒流恒压控制电路及光束激发式逻辑放大电路这七部分。

其中，温度采集电路用于人体温度信号的采集，其由电阻R1、电阻R2、电阻R4、电容C2及电压跟随器U3组成。连接时，电阻R1的一端外接直流电压VCC，其另一端经电阻R4后接地。而电容C2与电阻R4相并联；电压跟随器U3的负极与电阻R4和电阻R1的连接点相连接，其输出端则经电阻R2后与交错双向控制电路的一个输入端相连接。为确保电压跟随器U3能正常使用，该外接直流电压VCC的电压优先为+6V，且电压跟随器U3的正极要与其输出端相连接。

信号转换电路用于将温度采集电路所采集到的温度信号转换成电压信号，其由分压电阻R5、温度传感器R8、电容C1、电阻R3及电压跟随器U1组成。连接时，分压电阻R5的一端也同样外接+3V的直流电压VCC，电容C1则与温度传感器R8相并联。

电压跟随器U1的正极与温度传感器R8和分压电阻R5的连接点相连接、而输出端则经电阻R3后与交错双向控制电路的另一个输入端相连接。同时，电压跟随器U1的负极与电压跟随器U1的输出端相连接。

所述交错双向控制电路由控制芯片UCC、场效应管MOS1、场效应管MOS2、二极管D1、二极管D2及电容C5和电容C6组成。为确保使用效果，该控制芯片UCC优先采用28060型来实现。连接时，场效应管MOS1的栅极与控制芯片UCC的GDA管脚相连接，而二极管D1的P极与场效应管MOS1的漏极相连接，其N极经电容C5后与场效应管MOS1的源极相连接。

场效应管MOS2的栅极与控制芯片UCC的GDB管脚相连接，二极管D2的P极与场效应管MOS2的源极相连接，其N极经电容C6后与场效应管MOS2的漏极相连接。所述电压跟随器U3的输出端与场效应管MOS1的漏极相连接，电压跟随器U1的输出端与场效应管MOS2的源极相连接。

所述放大式场强检测电路则由集成块U4，功率放大器P2，电阻R16，电阻R17，电阻R18，电阻R19，电阻R20，电阻R21，电阻R22，电阻R23，电阻R24，电阻R25，电阻R26，电阻R27，电阻R28，电阻R29，极性电容C10，极性电容C11，电容C12，二极管D5，二极管D6，三极管Q3组成。

连接时，极性电容C12的正极经电阻R21后与集成块U4的DD脚相连接、负极顺次经电阻R22、电阻R25、二极管D6、电阻R23后与集成块U4的COMP脚相连接。二极管D5的N极经电阻R20后与功率放大器P2的负极输入端相连接、P极顺次经电阻R19、极性电容C11、电阻R18、电阻R16、电阻R17、电容C10后与功率放大器P2的正极输入端相连接。

三极管Q3的基极经电阻R27后与集成块U4的SW脚相连接、其发射极顺次经电阻R24、电阻R26、电阻R29后与功率放大器P2的输出端相连接、其集电极接地。电阻R28的一端与电阻R24与电阻R26的连接点相连接、另一端与集成块U4的COMP脚相连接。

使用时，该集成块U4优先采用型号为SD42524型集成电路来实现，其具有过电流衡定保护、超温保护等功能。其中，SD42524型集成电路的IN脚为电源电压输入端，其输入电压范围为12～36V；SENSE脚为电流检测端，其工作电流范围为6.5～20mA最大输出电流为6A，PWM脚为调光控制端，ADJ脚为线性调光端，COMP脚为温度补偿端；SW脚为开关控制输出端，内接场效应管漏极。

连接时，集成块U4的SENSE脚与极性电容C11与电阻R19的连接点相连接、其PWM脚与极性电容C12的正极相连接、其ADJ脚与极性电容C12的负极相连接、其IN脚与电阻R16与电阻R18连接点相连接后与光束激发式逻辑放大电路相连接、以及其GND脚接地；所述电阻R22与电阻R25的连接点接地；所述功率放大器P2的输出端与差分放大器电路相连接。

所述的恒流恒压控制电路由三极管Q1，三极管Q2，可控晶闸管D，滑动变阻器W1，滑动变阻器W2，电阻R10，以及串接在三极管Q1的集电极与基极之间的电阻R9组成。连接时，可控晶闸管D的N极与三极管Q1的基极相连接，其P极经滑动变阻器W2后与三极管Q1的发射极相连接，其控制极则与滑动变阻器W2的滑动端相连接。三极管Q2的发射极与三极管Q1的发射极相连接，其基极顺次经滑动变阻器W1和电阻R10后与可控晶闸管D的P极相连接。

场效应管MOS1的源极与三极管Q1的基极相连接，而二极管D2的N极则与可控晶闸管D的P极相连接。为确保使用效果，该可控晶闸管D可以采用TL431来替代。考虑到TL431是可控精密稳压源，它的输出电压用两个电阻就可以任意的设置到从Verf(2.5V)到36V范围内的任何值。因此，当采用TL431时，能最大程度的降低本系统的损耗。

差分放大器电路由差分放大器U2，一端与差分放大器U2的负极相连接、另一端接地的电阻R6，与电阻R6相并联的电容C3，一端与差分放大器U2的正极相连接、另一端与差分放大器U2的输出端相连接的电阻R7，以及与电阻R7相并联的电容C4组成。

其中，差分放大器U2的负极要与三极管Q2的集电极相连接、而正极相则与可控晶闸管D的P极连接、同时其输出端又与功率放大器P2的输出端相连接。

所述光束激发式逻辑放大电路主要由功率放大器P1，与非门IC1，与非门IC2，与非门IC3，负极与功率放大器P1的正极输入端相连接、正极经光二极管D3后接地的极性电容C7，一端与极性电容C7的正极相连接、另一端经二极管D4后接地的电阻R11，正极与电阻R11和二极管D4的连接点相连接、负极接地的极性电容C9，一端与与非门IC1的负极输入端相连接、另一端与功率放大器P的正极输入端相连接的电阻R12，串接在功率放大器P1的负极输入端与输出端之间的电阻R13，一端与与非门IC1的输出端相连接、另一端与与非门IC3的负极输入端相连接的电阻R14，正极与与非门IC2的输出端相连接、负极与与非门IC3的负极输入端相连接的电容C8，以及一端与极性电容C9的正极相连接、另一端与与非门IC2的负极输入端相连接的电阻R15组成。

同时，该与非门IC1的正极输入端与功率放大器P1的负极输入端相连接，其输出端与与非门IC2的正极输入端相连接；与非门IC3的正极输入端与功率放大器P1的输出端相连接，其输出端则与集成块U4的IN脚相连接。所述功率放大器P1的正极输入端则与场效应管MOS2的源极相连接。

如上所述，便可以很好的实现本发明。

Claims (7)

1.一种新型放大式场强检测低功耗测温系统，由温度采集电路、信号转换电路及差分放大器电路，串接在温度采集电路和信号转换电路之间的交错双向控制电路，与交错双向控制电路输出端相连接的恒流恒压控制电路，以及与交错双向控制电路和恒流恒压控制电路相连接的光束激发式逻辑放大电路组成，所述差分放大器电路的输入端与该恒流恒压控制电路的输出端相连接，其特征在于，在光束激发式逻辑放大电路与差分放大器电路之间还串接有放大式场强检测电路；所述放大式场强检测电路由集成块U4，功率放大器P2，正极经电阻R21后与集成块U4的DD脚相连接、负极顺次经电阻R22、电阻R25、二极管D6、电阻R23后与集成块U4的COMP脚相连接的极性电容C12，N极经电阻R20后与功率放大器P2的负极输入端相连接、P极顺次经电阻R19、极性电容C11、电阻R18、电阻R16、电阻R17、电容C10后与功率放大器P2的正极输入端相连接的二极管D5，基极经电阻R27后与集成块U4的SW脚相连接、其发射极顺次经电阻R24、电阻R26、电阻R29后与功率放大器P2的输出端相连接、其集电极接地的三极管Q3，一端与电阻R24与电阻R26的连接点相连接、另一端与集成块U4的COMP脚相连接的电阻R28组成；所述集成块U4的SENSE脚与极性电容C11与电阻R19的连接点相连接、其PWM脚与极性电容C12的正极相连接、其ADJ脚与极性电容C12的负极相连接、其IN脚与电阻R16与电阻R18的连接点相连接后再与光束激发式逻辑放大电路相连接、其GND脚接地；所述电阻R22与电阻R25的连接点接地；所述功率放大器P2的输出端与差分放大器电路相连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型放大式场强检测低功耗测温系统，其特征在于，所述交错双向控制电路由控制芯片UCC，栅极与控制芯片UCC的GDA管脚相连接的场效应管MOS1，栅极与控制芯片UCC的GDB管脚相连接的场效应管MOS2，P极与场效应管MOS1的漏极相连接、其N极经电容C5后与场效应管MOS1的源极相连接的二极管D1，以及P极与场效应管MOS2的源极相连接、N极经电容C6后与场效应管MOS2的漏极相连接的二极管D2组成；所述温度采集电路的输出端与场效应管MOS1的漏极相连接，信号转换电路的输出端与场效应管MOS2的源极相连接，而恒流恒压控制电路的输入端则分别与二极管D1的N极和二极管D2的N极相连接；

所述光束激发式逻辑放大电路主要由功率放大器P1，与非门IC1，与非门IC2，与非门IC3，负极与功率放大器P1的正极输入端相连接、正极经光二极管D3后接地的极性电容C7，一端与极性电容C7的正极相连接、另一端经二极管D4后接地的电阻R11，正极与电阻R11和二极管D4的连接点相连接、负极接地的极性电容C9，一端与与非门IC1的负极输入端相连接、另一端与功率放大器P的正极输入端相连接的电阻R12，串接在功率放大器P1的负极输入端与输出端之间的电阻R13，一端与与非门IC1的输出端相连接、另一端与与非门IC3的负极输入端相连接的电阻R14，正极与与非门IC2的输出端相连接、负极与与非门IC3的负极输入端相连接的电容C8，以及一端与极性电容C9的正极相连接、另一端与与非门IC2的负极输入端相连接的电阻R15组成；所述与非门IC1的正极输入端与功率放大器P1的负极输入端相连接，其输出端与与非门IC2的正极输入端相连接；与非门IC3的正极输入端与功率放大器P1的输出端相连接，其输出端则与集成块U4的IN脚相连接；功率放大器P1的正极输入端还与场效应管MOS2的源极相连接。

3.根据权利要求2所述的一种新型放大式场强检测低功耗测温系统，其特征在于，所述恒流恒压控制电路由三极管Q1，三极管Q2，可控晶闸管D，滑动变阻器W1，滑动变阻器W2，电阻R10，以及串接在三极管Q1的集电极与基极之间的电阻R9组成；所述可控晶闸管D的N极与三极管Q1的基极相连接，其P极经滑动变阻器W2后与三极管Q1的发射极相连接，其控制极则与滑动变阻器W2的滑动端相连接；三极管Q2的发射极与三极管Q1的发射极相连接，其基极顺次经滑动变阻器W1和电阻R10后与可控晶闸管D的P极相连接；所述二极管D1的N极则与三极管Q1的集电极相连接，所述场效应管MOS1的源极与三极管Q1的基极相连接，所述二极管D2的N极则与可控晶闸管D的P极相连接；差分放大器电路的输入端则分别与三极管Q2的集电极和可控晶闸管D的P极相连接。

4.根据权利要求3所述的一种新型放大式场强检测低功耗测温系统，其特征在于，所述温度采集电路由电阻R1、电阻R2、电阻R4、电容C2及电压跟随器U3组成；所述电阻R1的一端外接直流电压VCC，其另一端经电阻R4后接地；电容C2与电阻R4相并联；电压跟随器U3的负极与电阻R4和电阻R1的连接点相连接，其输出端则经电阻R2后与场效应管MOS1的漏极相连接。

5.根据权利要求4所述的一种新型放大式场强检测低功耗测温系统，其特征在于，所述信号转换电路由温度传感器R8，与该温度传感器R8相串联的分压电阻R5，与温度传感器R8相并联的电容C1，以及正极与温度传感器R8和分压电阻R5的连接点相连接、而输出端则经电阻R3后与场效应管MOS2的源极相连接的电压跟随器U1组成。

6.根据权利要求5所述的一种新型放大式场强检测低功耗测温系统，其特征在于，所述差分放大器电路由差分放大器U2，一端与差分放大器U2的负极相连接、另一端接地的电阻R6，与电阻R6相并联的电容C3，一端与差分放大器U2的正极相连接、另一端与差分放大器U2的输出端相连接的电阻R7，以及与电阻R7相并联的电容C4组成；所述差分放大器U2的负极要与三极管Q2的集电极相连接、而正极相则与可控晶闸管D的P极连接、同时其输出端又与功率放大器P2的输出端相连接。

7.根据权利要求1～6任一项所述的一种新型放大式场强检测低功耗测温系统，其特征在于，所述集成块U4为SD42524型集成电路。