CN110162116A - 一种自适应加温启停电路及温度监控检测电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自适应加温启停电路及温度监控检测电路。该电路包括：温度继电器、固体继电器、光电耦合器、发热部件、滤波电路；滤波电路包括滤波电阻和滤波电容；温度继电器的一端接入高电压，温度继电器的另一端通过固体继电器与发热部件的一端电连接，发热部件的另一端接地，滤波电路并联在发热电阻上，滤波电路的两端并联有光电耦合器，光电耦合器输出表征是否正在进行加热的状态，固体继电器的控制端接入控制固体继电器打开和关断的控制信号。本发明使更多质量等级略低但采购稳定受控的元件和电路可用，提高系统抗恶劣环境的能力，减少系统的研制周期和成本。

Description

一种自适应加温启停电路及温度监控检测电路

技术领域

本发明属于飞行器管理系统设计技术，涉及一种自适应加温启停电路及温度监控检测电路。

背景技术

在飞行器管理系统设计中，必须考虑电路的可靠性设计，电路的可靠性受多方面的影响，温度应力是影响因素之一。元件或功能电路的工作温度要求限制在推荐值内，以避免因超过推荐值降低元件或功能电路的可靠性，导致其使用寿命降低甚至损坏。目前诸多高质量等级元件价格高，周期长且采购受限，曲折采购成功后售后维护又成问题，对电路设计造成瓶颈，势必增加系统的研制周期和成本。

发明内容

发明目的：本发明设计一种自适应加温启停电路及温度监控检测电路，使更多质量等级略低但采购稳定受控的元件和电路可用，提高系统抗恶劣环境的能力，减少系统的研制周期和成本。

第一方面，提供一种自适应加温启停电路，包括：温度继电器、固体继电器、光电耦合器、发热部件、滤波电路；滤波电路包括滤波电阻和滤波电容；

温度继电器的一端接入高电压，温度继电器的另一端通过固体继电器与发热部件的一端电连接，发热部件的另一端接地，滤波电路并联在发热电阻上，滤波电路的两端并联有光电耦合器，光电耦合器输出表征是否正在进行加热的状态，固体继电器的控制端接入控制固体继电器打开和关断的控制信号。

进一步的，控制信号是离散信号。

进一步的，所述自适应加温启停电路还包括：温度监控检测电路和AD转换电路，温度监控检测电路的输出端输出模拟的控制信号，通过AD转换电路讲模拟的控制信号转化为离散的控制信号。

进一步的，高电压为28V电压。

进一步的，温度继电器的采用动闭模式。

进一步的，当环境温度低于-10℃时，温度继电器导通，启动自适应加温启停电路。

第二方面，提供一种温度监控检测电路，包括：温度传感器典型电路及模拟量前端处理电路；

其中，当温度传感器工作时，温度传感器典型电路输出差分信号至模拟量前端处理电路，模拟量前端处理电路对差分信号进行滤波、比较，得到单端的控制信号。

进一步的，模拟量前端处理电路包括低通滤波电路、差分电路及放大电路；

其中，差分信号输入低通滤波电路，低通滤波电路输出滤波后的信号，滤波后的信号输入差分电路，差分电路输出单端的信号，单端的信号输入放大电路，得到单端的控制信号。

有益效果：

利用现有成熟元件搭建电路，保证电路的可靠性；

独立于原始功能电路，不对原始元件和电路的功能和性能造成影响，易于和各种功能电路集成运用；

采用精密可设定温度继电器，按使用环境对其动作温度和回复温度进行设定，考虑误差范围，保证原始电路工作在其额定环境温度范围内；

精准采集环境温度，对加温电路的工作状态进行实时监控，必要时启动安全状态，确保原始元件或电路的可靠性。

附图说明

图1为本发明提供的一种自适应的加温电路的示意图；

图2为本发明提供的一种温度监控检测电路的示意图。

具体实施方式

1.自适应加温电路的设计

自适应加温电路采用成熟温度继电器、固体继电器、光电耦合器、发热部件及滤波电路组成，自动精准采集环境温度，根据预设温度，准确启动加温电路，当采集温度达到预设值时，自动断开电路，停止加温。同时将加温状态转化成离散量进行输出上报。具体实现电路如图1所示。

以下假设元件或电路的额定最低工作温度为-40℃，系统要求的最低工作温度为-55℃。

本电路采用系统常用电源供电，不额外增加电源种类。K1、K2与R1组成加温回路。R1为发热部件，一般为电阻丝外加绝缘膜组成。温度传感器K1采用动闭模式，考虑升温时间，当环境温度低于-10℃时，K1导通，启动加温电路。K2控制端输入DIN由主控模块提供，DIN为低时允许加温电路运行，当 DIN为高时，阻止或断开加温电路。

R2、R3、C1及K3组成加温状态上报电路，R2及C1组成滤波电路，进行前端滤波，K3采用光电耦合器将加温电路与状态上报电路进行电气隔离，K3 与R3将加温状态转化成离散量DOUT进行输出上报，DOUT为低时加温电路工作，当DOUT为高时加温电路不工作。

2.温度监控检测电路的设计

温度监控检测电路采用温度传感器典型电路及模拟量前端处理电路组成。晶元层面的修复和校准降低了电路成本，线性输出和精确的固有校准使得检测电路的实现更加容易。将传感器输出转换成离散量，跟设定的温度门槛值进行对比监控，确保加温电路正常运行，对原始功能电路进行保护。具体实现电路如图2所示。

ST1、R4、V1及V2组成温度传感器典型电路，其输出电压与摄氏温度一一对应，以差分模拟量方式进行输出。R5～R9、C2,及N1A组成模拟量前端处理电路，用于对模拟量差分输入信号进行低通滤波、求差及比例缩放。最终输出的模拟量AIN可直接用于A/D转换

R5～R8及C2组成低通滤波器，其截至角频率ω为：

求差及比例缩放后输出电压AIN为：

AIN经A/D转换后送入主控模块，主控模块解析当前温度值，根据预先设定的温度门槛值，输出15V/地的离散量DIN，用于加温电路K2的控制端。当加温温度过高或温度继电器失效(温度继电器总处于接通状态)时，驱动继电器K2断开，对原始元件或功能电路进行保护。

Claims (8)

1.一种自适应加温启停电路，其特征在于，包括：温度继电器、固体继电器、光电耦合器、发热部件、滤波电路；滤波电路包括滤波电阻和滤波电容；

温度继电器的一端接入高电压，温度继电器的另一端通过固体继电器与发热部件的一端电连接，发热部件的另一端接地，滤波电路并联在发热电阻上，滤波电路的两端并联有光电耦合器，光电耦合器输出表征是否正在进行加热的状态，固体继电器的控制端接入控制固体继电器打开和关断的控制信号。

2.根据权利要求1所述的自适应加温启停电路，其特征在于，控制信号是离散信号。

3.根据权利要求2所述的自适应加温启停电路，其特征在于，所述自适应加温启停电路还包括：温度监控检测电路和AD转换电路，温度监控检测电路的输出端输出模拟的控制信号，通过AD转换电路讲模拟的控制信号转化为离散的控制信号。

4.根据权利要求1所述的自适应加温启停电路，其特征在于，高电压为28V电压。

5.根据权利要求1所述的自适应加温启停电路，其特征在于，温度继电器的采用动闭模式。

6.根据权利要求5所述的自适应加温启停电路，其特征在于，当环境温度低于-10℃时，温度继电器导通，启动自适应加温启停电路。

7.一种温度监控检测电路，其特征在于，包括：温度传感器典型电路及模拟量前端处理电路；

其中，当温度传感器工作时，温度传感器典型电路输出差分信号至模拟量前端处理电路，模拟量前端处理电路对差分信号进行滤波、比较，得到单端的控制信号。

8.根据权利要求7的温度监控检测电路，其特征在于，模拟量前端处理电路包括低通滤波电路、差分电路及放大电路；

其中，差分信号输入低通滤波电路，低通滤波电路输出滤波后的信号，滤波后的信号输入差分电路，差分电路输出单端的信号，单端的信号输入放大电路，得到单端的控制信号。