CN115145326B - 一种温控电路、摄像机 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种温控电路、摄像机。该温控电路包括：温度传感器、比较电路、换向电路、脉冲宽度调制PWM信号调制电路、驱动电路、半导体制冷器TEC，比较电路的输入端与温度传感器的输出端连接，比较电路的输出端与换向电路的第一输入端连接，换向电路的第一输出端、第二输出端与TEC连接，PWM信号调制电路的输入端与温度传感器输出端连接，PWM信号调制电路的输出端与驱动电路的输入端连接，驱动电路的第一输出端和第二输出端分别与换向电路的第二输入端、第三输入端连接；其中，比较电路用于比较温度传感器输入的温度值与参考温度值，并根据比较结果输出换向控制信号。通过本发明实施例，解决了相关技术中温控电路软件开发成本高、体积大的问题。

Description

一种温控电路、摄像机
技术领域
本发明涉及视频监控领域，尤其涉及一种温控电路、摄像机。
背景技术
目前主流温控电路主要是加热、散热两种功能，其中加热以热阻器的方式为主，制冷以风扇散热为主。其控制原理是高精度传感器采集温度信息后传递给芯片级系统(System on Chip，简称为SOC)，软件对温度进行逻辑判定后通过控制电路实现对风扇或加热器的控制，控制逻辑如图1所示。
而在上述温控电路中风扇/热阻器+控制器+SOC器件通常封装较大，导致最终的模组体积大，另外SOC需要软件支持需投入人力开发成本。
因此，针对相关技术中温控电路软件开发成本高、体积大的问题，目前尚未得到有效的解决。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明实施例期望提供一种温控电路、摄像机，能够解决相关技术中温控电路软件开发成本高、体积大的问题。
本发明实施例提供一种温控电路，包括：温度传感器、比较电路、换向电路、脉冲宽度调制PWM信号调制电路、驱动电路、半导体制冷器TEC，所述比较电路的输入端与所述温度传感器的输出端连接，所述比较电路的输出端与所述换向电路的第一输入端连接，所述换向电路的第一输出端、第二输出端与所述TEC连接，所述PWM信号调制电路的输入端与所述温度传感器输出端连接，所述PWM信号调制电路的输出端与所述驱动电路的输入端连接，所述驱动电路的第一输出端和第二输出端分别与所述换向电路的第二输入端、第三输入端连接；其中，所述比较电路用于比较所述温度传感器输入的温度值与参考温度值，并根据比较结果输出换向控制信号。
可选地，所述温控电路还包括：隔离电路，所述隔离电路的输入端与所述温度传感器的输出端连接，所述隔离电路的输出端与所述PWM信号调制电路的输入端连接。
可选地，所述比较电路包括:第一运放器、第一电阻器、第二电阻器、第三电阻器、第四电阻器、第五电阻器、第一电容器、第一二极管；所述第一电阻器的第一端连接所述温度传感器的输出端，所述第一电阻器的第二端连接所述第一运放器的反向输入端；所述第二电阻器的第一端连接在所述第一运放器的同向输入端，所述第二电阻器的第二端连接在所述第一运放器的输出端与所述第五电阻器的第一端之间的线路上；所述第三电阻器的第一端接地，所述第三电阻器的第二端连接在所述第二电阻器的第一端与所述第一运放器的同向输入端之间的线路上；所述第四电阻器的第一端接入第一指定电压，所述第四电阻器的第二端连接在所述第二电阻器的第一端与所述第一运放器的同向输入端之间的线路上；所述第五电阻器的第一端与所述第一运放器的输出端与连接，所述第五电阻器的第二端与所述第一电容器的第二端连接，所述第一电容器的第一端接地；所述第一二极管的输出端连接在所述第五电阻器的第二端和所述第一电容器的第二端之间的线路上，所述第一二极管的输入端与所述第一电容器的第一端连接。
可选地，所述第一运放器的同向输入端的电压为参考电压，所述参考电压的电压值由控制所述TEC进行加热或者制冷的临界温度值确定。
可选地，所述换向电路包括：第六电阻器、第七电阻器、三极管、第二二极管、第二电容器、继电器；所述第六电阻器的第一端连接所述比较电路的输出端，所述第六电阻器的第二端连接所述三极管的基极；所述第七电阻器的第一端接地，所述第七电阻器的第二端连接在所述第六电阻器的第二端和所述三极管的基极之间的线路上；所述三极管的发射极接地；所述三极管的集电极与所述第二二极管的输入端连接；所述第二二极管的输出端连接在所述第二电容器的第一端和所述继电器的第一输入端之间的线路上，所述第二二极管的输入端连接在所述第二电容器的第二端和所述继电器的第二输入端之间的线路上，其中，所述继电器的第一输入端为所述继电器磁圈的输入端，所述继电器的第二输入端为所述继电器磁圈的输出端；所述继电器的第一输出端和所述继电器的第二输出端与所述TEC连接。
可选地，所述PWM信号调制电路包括：载波发生电路、调制电路；其中，所述载波发生电路包括：第二运放器、第三运放器、第八电阻器、第九电阻器、第十电阻器、第十一电阻器、第十二电阻器、第三二极管、第三电容器；所述第二运放器的反向输入端接地；所述第八电阻器的第一端和所述第二运放器的输出端连接，所述第八电阻器的第二端和所述第九电阻器的第一端连接；所述第九电阻器的第二端连接至所述第三运放器的反向输入端；所述第十电阻器的第一端连接至所述第二运放器的同向输入端，所述第十电阻器的第二端连接在所述第八电阻器的第二端和所述第九电阻器的第一端之间的线路上；所述第三二极管的输入端接地，所述第三二极管的输出端连接在所述第八电阻器的第二端和所述第九电阻器的第一端之间的线路上；所述第十一电阻器的第一端连接在所述第十电阻器的第一端和所述第二运放器的同向输入端之间的线路上，所述第十一电阻器的第二端连接在所述第三运放器的输出端；所述第十二电阻器的第一端接地，所述第十二电阻器的第二端与所述第三运放器的同向输入端连接；所述第三电容器的第一端连接在所述第九电阻器的第二端与所述第三运放器的反向输入端之间的线路上，所述第三电容器的第二端连接在所述第三运放器的输出端；所述调制电路包括：第四运放器、第十三电阻器、第十四电阻器；所述温度传感器的输出端或者所述隔离电路的输出端连接至所述第四运放器的同向输入端；所述载波发生电路的输出端与所述第十三电阻器的第一端连接，所述第十三电阻器的第二端连接至所述第四运放器的反向输入端；所述第十四电阻器的第一端接地，所述第十四电阻器的第二端连接所述第四运放器的输出端。
可选地，所述载波发生电路输出的三角波信号S0的电压幅值U＝(所述第十电阻器的阻值/所述第十一电阻器的阻值)×所述温度传感器输出的模拟电压U0；所述载波发生电路输出的三角波信号S0的震荡周期T＝4×所述第十电阻器的阻值×所述第九电阻器的阻值×所述第三电容器的容值/所述第十一电阻器的阻值。
可选地，所述驱动电路包括：第十五电阻器、第十六电阻器、第十七电阻器、第十八电阻器、第四电容器、第五电容器、第六电容器、第七电容器、第八电容器、电源开关模块、电感；所述第十五电阻器的第一端连接所述PWM信号调制电路的输出端，所述第十五电阻器的第二端连接至所述电源开关模块的DIM端；所述第四电容器的第一端连接至所述电源开关模块的IN端，所述第四电容器的第二端与所述第十六电阻器的第一端连接，在所述第四电容器的第一端和所述电源开关模块的IN端之间的线路上接入第二指定电压；所述第五电容器的第一端连接在所述第四电容器的第一端和所述电源开关模块的IN端之间的线路上，所述第五电容器的第二端连接在所述第四电容器的第二端和所述电源开关模块的GND端之间的线路上；所述第十六电阻器的第二端与所述第十八电阻器的第一端连接，所述第十八电阻器的第二端连接在所述电源开关模块的FB端；所述第十七电阻器的第一端连接在所述第四电容器的第二端和所述第十六电阻器的第一端之间的线路上，所述第十七电阻器的第二端连接在所述第十六电阻器的第二端和所述第十八电阻器的第一端之间的线路上；所述电感的第一端与所述电源开关模块的LX端连接，所述电感的第二端与所述第六电容器的第一端连接；所述第六电容器的第二端接地；所述第七电容器的第一端连接在所述电感的第二端与所述第六电容器的第一端之间的线路上，所述第七电容器的第二端接地；所述第八电容器的第一端连接在所述电源开关模块的BST端，所述第八电容器的第二端连接在所述电源开关模块的LX端与所述电感的第一端之间的线路上。
可选地，所述隔离电路包括：第五运放器、第十九电阻器、第九电容器；所述温度传感器的输出端与所述五运放器的同向输入端连接；所述第五运放器的输出端连接至所述第五运放器的反向输入端；所述第十九电阻器的第一端和所述运放器的输出端连接，所述第十九电阻器的第二端和所述第九电容器的第二端连接；所述第九电容器的第一端接地。
本发明实施例还提供了一种摄像机，包括上述温控电路。
本发明实施例提供了一种温控电路，其中，该温控电路包括：温度传感器、比较电路、换向电路、脉冲宽度调制PWM信号调制电路、驱动电路、半导体制冷器TEC，该比较电路的输入端与该温度传感器的输出端连接，该比较电路的输出端与该换向电路的第一输入端连接，该换向电路的第一输出端、第二输出端与该TEC连接，该PWM信号调制电路的输入端与该温度传感器输出端连接，该PWM信号调制电路的输出端与该驱动电路的输入端连接，该驱动电路的第一输出端和第二输出端分别与该换向电路的第二输入端、第三输入端连接；其中，该比较电路用于比较该温度传感器输入的温度值与参考温度值，并根据比较结果输出换向控制信号。也就是说，本实施例提供的温控电路占体积的主要就是TEC以及电路设计中的运放器芯片，而这些体积都是很小的，所以集成后体积小，而不是相关技术中的温控电路中风扇/热阻器+控制器+SOC器件，通常封装较大，导致最终的模组体积大，另外，本实施例提供的温控电路纯硬件设计，没有软件设计，所以投入成本低，而不是相关技术中SOC需要软件支持需投入人力开发成本，因此，通过本发明实施例，解决了相关技术中温控电路软件开发成本高、体积大的问题，达到了降低成本，缩小体积的技术效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为相关技术中的温控结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种温控电路结构示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种温控电路结构示意图；
图4为本发明实施例提供的比较电路结构示意图；
图5为本发明实施例提供的比较电路的波形图；
图6为本发明实施例提供的换向电路结构示意图；
图7为本发明实施例提供的载波发生电路结构示意图；
图8为本发明实施例提供的载波发生电路的波形图；
图9为本发明实施例提供的调制电路的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的调制电路的波形图；
图11为本发明实施例提供的驱动电路的结构示意图；
图12为本发明实施例提供的驱动电路的波形图；
图13为本发明实施例提供的隔离电路的结构示意图；
图14为本发明实施例提供的隔离电路的波形图；
图15为本发明实施例提供的温度传感器的结构示意图；
图16为本发明实施例提供的摄像机的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于限定特定顺序。
需要说明的是，本发明实施例提供的温控电路，可以应用于超高温或者超低温等需要制冷或者制热的硬件环境中。例如，摄像机对于特种高温(＞60℃)和特种低温(＜-30℃)环境，可以使用本发明实施例提供的温控电路解决环境适应性问题。在此，并不对应用场景作具体限定。
图2为本发明实施例提供的一种温控电路结构示意图，如图2所示，本申请实施例提供的温控电路包括：
温度传感器22、比较电路24、换向电路26、脉冲宽度调制(Pulse WidthModulation，简称为PWM)信号调制电路28、驱动电路30、半导体制冷器(Thermo ElectricCooler，简称为TEC)32，该比较电路24的输入端与该温度传感器22的输出端连接，该比较电路24的输出端与该换向电路26的第一输入端连接，该换向电路26的第一输出端、第二输出端与该TEC32连接，该PWM信号调制电路28的输入端与该温度传感器22输出端连接，该PWM信号调制电路28的输出端与该驱动电路30的输入端连接，该驱动电路30的第一输出端和第二输出端分别与该换向电路26的第二输入端、第三输入端连接；其中，该比较电路24用于比较该温度传感器22输入的温度值与参考温度值，并根据比较结果输出换向控制信号。
可选地，如图3所示，上述温控电路还包括：隔离电路34，该隔离电路的输入端与该温度传感器的输出端连接，该隔离电路的输出端与该PWM信号调制电路的输入端连接。
由上可见，本发明实施例提供的上述温控电路，其占体积的主要就是TEC以及电路设计中的运放器芯片，而这些体积都是很小的，所以集成后体积小，而不是相关技术中的温控电路中风扇/热阻器+控制器+SOC器件，通常封装较大，导致最终的模组体积大，另外，本实施例提供的温控电路纯硬件设计，没有软件设计，所以投入成本低，而不是相关技术中SOC需要软件支持需投入人力开发成本，因此，通过本发明实施例，解决了相关技术中温控电路软件开发成本高、体积大的问题，达到了降低成本，缩小体积的技术效果。
在一个可选地实施方式中，上述比较电路24包括:
第一运放器、第一电阻器、第二电阻器、第三电阻器、第四电阻器、第五电阻器、第一电容器、第一二极管；该第一电阻器的第一端连接该温度传感器的输出端，该第一电阻器的第二端连接该第一运放器的反向输入端；该第二电阻器的第一端连接在该第一运放器的同向输入端，该第二电阻器的第二端连接在该第一运放器的输出端与该第五电阻器的第一端之间的线路上；该第三电阻器的第一端接地，该第三电阻器的第二端连接在该第二电阻器的第一端与该第一运放器的同向输入端之间的线路上；该第四电阻器的第一端接入第一指定电压，该第四电阻器的第二端连接在该第二电阻器的第一端与该第一运放器的同向输入端之间的线路上；该第五电阻器的第一端与该第一运放器的输出端与连接，该第五电阻器的第二端与该第一电容器的第二端连接，该第一电容器的第一端接地；该第一二极管的输出端连接在该第五电阻器的第二端和该第一电容器的第二端之间的线路上，该第一二极管的输入端与该第一电容器的第一端连接，如图4所示。其中，在图4中，UD3A(对应于上述第一运放器)、RH20(对应于上述第一电阻器)、RH19(对应于上述第二电阻器)、RH16(对应于上述第三电阻器)、RH13(对应于上述第四电阻器)、RH18(对应于上述第五电阻器)、CH13(对应于上述第一电容器)、D15(对应于上述第一二极管)。3.3V(对应于上述第一指定电压)。在图4所示的电路中，第一运放器的同相U+是比较参考电压，该值设定由控制加热和制冷的临界温度点决定。举例：若需求低于25℃加热，高于25℃制冷。则U+＝1.574V。由此RH16和RH13分压值为1.574V。若U0高于U+则U1为0V，反之U1＝3.3V。U0电压转化波形图如图5所示。
在一个可选地实施方式中，上述换向电路26包括：
第六电阻器、第七电阻器、三极管、第二二极管、第二电容器、继电器；该第六电阻器的第一端连接该比较电路的输出端，该第六电阻器的第二端连接该三极管的基极；该第七电阻器的第一端接地，该第七电阻器的第二端连接在该第六电阻器的第二端和该三极管的基极之间的线路上；该三极管的发射极接地；该三极管的集电极与该第二二极管的输入端连接；该第二二极管的输出端连接在该第二电容器的第一端和该继电器的第一输入端之间的线路上，该第二二极管的输入端连接在该第二电容器的第二端和该继电器的第二输入端之间的线路上，其中，该继电器的第一输入端为该继电器磁圈的输入端，该继电器的第二输入端为该继电器磁圈的输出端；该继电器的第一输出端和该继电器的第二输出端与该TEC连接，如图6所示。其中，在图6所示电路中，R7477(对应于上述第六电阻器)、R7472(对应于上述第七电阻器)、Q16(对应于上述三极管)、D14(对应于上述第二二极管)、C1435(对应于上述第二电容器)、URL3(继电器)。在图6所示电路中，比较电路的输出端U1信号通过Q16进行反向，最终将U1信号作用在继电器URL3上，实现对端口电压的正向和反向控制。R7477和R7472是分压电阻控制Q16的开启时间。C1435和D14是起到续流作用，目的是解决继电器开关导致的磁圈感知电流倒灌导致12V电源不稳。URL3是单刀双掷型继电器默认闭合到6脚和11脚实现TEC正向供电，TEC制热，继电器动作后开关打向8脚和9脚，TEC驱动电压反向实现制冷。
在一个可选地实施方式中，上述脉冲宽度调制PWM信号调制电路28包括：载波发生电路282、调制电路284；其中，该载波发生电路282包括：第二运放器、第三运放器、第八电阻器、第九电阻器、第十电阻器、第十一电阻器、第十二电阻器、第三二极管、第三电容器；该第二运放器的反向输入端接地；该第八电阻器的第一端和该第二运放器的输出端连接，该第八电阻器的第二端和该第九电阻器的第一端连接；该第九电阻器的第二端连接至该第三运放器的反向输入端；该第十电阻器的第一端连接至该第二运放器的同向输入端，该第十电阻器的第二端连接在该第八电阻器的第二端和该第九电阻器的第一端之间的线路上；该第三二极管的输入端接地，该第三二极管的输出端连接在该第八电阻器的第二端和该第九电阻器的第一端之间的线路上；该第十一电阻器的第一端连接在该第十电阻器的第一端和该第二运放器的同向输入端之间的线路上，该第十一电阻器的第二端连接在该第三运放器的输出端；该第十二电阻器的第一端接地，该第十二电阻器的第二端与该第三运放器的同向输入端连接；该第三电容器的第一端连接在该第九电阻器的第二端与该第三运放器的反向输入端之间的线路上，该第三电容器的第二端连接在该第三运放器的输出端，如图7所示。在图7所示电路中，UD2A(相当于上述第二运放器)、UD2B(相当于上述第三运放器)、RH9(相当于上述第八电阻器)、RH10(相当于上述第九电阻器)、RH8(相当于上述第十电阻器)、RH12(相当于上述第十一电阻器)、RH11(相当于上述第十二电阻器)、D12(相当于上述第三二极管)、CH7(相当于上述第三电容器)。在图7中，UD2A和UD2B及附属阻容器件构成三角波发生器，其中UD2A组成滞回比较器，UD2B组成积分电路，滞回比较器的输出加在积分电路的反相输入进行积分，积分电路的输出接回滞回比较器的输入端，控制滞回比较器输出端的状态发生跳变。三角波的输出幅度值U1由RH12、RH8及滞回比较器输出波形的电压U0有关系，计算值如下：
U1＝(RH8/RH18)*U0。三角波的震荡周期计算公式：T＝4*RH8*RH10*CH7/RH12。
由于三角函数需要是等腰三角形，且PMM恒流控制器要求周期1us，因此关键参数T＝1us。生成波形图8所示。
上述调制电路284包括：第四运放器、第十三电阻器、第十四电阻器；该温度传感器的输出端或者该隔离电路的输出端连接至该第四运放器的同向输入端；该载波发生电路的输出端与该第十三电阻器的第一端连接，该第十三电阻器的第二端连接至该第四运放器的反向输入端；该第十四电阻器的第一端接地，该第十四电阻器的第二端连接该第四运放器的输出端，如图9所示。在图9中，UD1B(相当于上述第四运放器)、RH7(相当于上述第十三电阻器)、R120(相当于上述第十四电阻器)。U2信号与S0信号分别进入运放UD1，最终输出调制后的波形。当S0＞U2，S2＝3.3V；当S0＜U2，S2＝0V，最终的调制波形图如图10所示。
在一个可选地实施方式中，上述驱动电路30包括：第十五电阻器、第十六电阻器、第十七电阻器、第十八电阻器、第四电容器、第五电容器、第六电容器、第七电容器、第八电容器、电源开关模块、电感；该第十五电阻器的第一端连接该PWM信号调制电路的输出端，该第十五电阻器的第二端连接至该电源开关模块的DIM端；该第四电容器的第一端连接至该电源开关模块的IN端，该第四电容器的第二端与该第十六电阻器的第一端连接，在该第四电容器的第一端和该电源开关模块的IN端之间的线路上接入第二指定电压；该第五电容器的第一端连接在该第四电容器的第一端和该电源开关模块的IN端之间的线路上，该第五电容器的第二端连接在该第四电容器的第二端和该电源开关模块的GND端之间的线路上；该第十六电阻器的第二端与该第十八电阻器的第一端连接，该第十八电阻器的第二端连接在该电源开关模块的FB端；该第十七电阻器的第一端连接在该第四电容器的第二端和该第十六电阻器的第一端之间的线路上，该第十七电阻器的第二端连接在该第十六电阻器的第二端和该第十八电阻器的第一端之间的线路上；该电感的第一端与该电源开关模块的LX端连接，该电感的第二端与该第六电容器的第一端连接；该第六电容器的第二端接地；该第七电容器的第一端连接在该电感的第二端与该第六电容器的第一端之间的线路上，该第七电容器的第二端接地；该第八电容器的第一端连接在该电源开关模块的BST端，该第八电容器的第二端连接在该电源开关模块的LX端与该电感的第一端之间的线路上，如图11所示。其中，在图11中，R116(相当于上述第十五电阻器)、R122(相当于上述第十六电阻器)、R123(相当于上述第十七电阻器)、R119(相当于上述第十八电阻器)、C85(相当于上述第四电容器)、C86(相当于上述第五电容器)、C92(相当于上述第六电容器)、C91(相当于上述第七电容器)、C89(相当于上述第八电容器)、U14(相当于上述电源开关模块)、L4(相当于上述电感)，12V(相当于上述第二指定电压)。在图11中，U14管脚功能原理定义如下表1所示。
表1
其中，上述C85和C86是退耦电容，负责将12V电源的噪声褪去。R116是解决PWM信号过冲问题。R122和R123是检流电阻负责形成采样电压。R119是对采样电压进行退耦，解决过冲问题。C89是自举电容负责上电启动。L4是功率电感负责能量的存储于输出。C91和C92对输出电源进行退耦设计。其中输出电流值：Iout＝0.1V/(R122//R123)，PWM占空比与输出电流的关系如图12所示。
在一个可选地实施方式中，上述隔离电路34包括：第五运放器、第十九电阻器、第九电容器；该温度传感器的输出端与该五运放器的同向输入端连接；该第五运放器的输出端连接至该第五运放器的反向输入端；该第十九电阻器的第一端和该运放器的输出端连接，该第十九电阻器的第二端和该第九电容器的第二端连接；该第九电容器的第一端接地，如图13所示。其中，在图13所示的电路中，UD1A(相当于上述第五运放器)、RH6(相当于上述第十九电阻器)、CH6(相当于上述第九电容器)。其中，温度传感器输出的电压值U0进入运放同相输入端实现与后级电路的隔离，并且增加驱动能力。RH6和CH6形成一组低通滤波器，实现输出电压的稳定。UD1A是运放芯片本身是一个跟随器，即提升输入信号U0的驱动能力同时降低输出端U2对U0的干扰，实现隔离，但此处U2＝U0。RH6和CH6是一组低通滤波器，其信号转化过程如图14所示。
对于上述温度传感器22的电路设计如图15所示，其中UH1集成电路芯片的管脚功能原理如下表2所示。
表2
CH1、CH2和CH3：旁路电容，负责电源的滤波功能，将电源稳定在供电电源的±2％内，容值10uF。
FBH1：退耦磁珠，负责吸收电源输入的高频干扰，提升4脚电源稳定性，将电源稳定在±2％内，规格选择120Ω@100MHz。
RH1、CH4：对输出电源进行退耦，负责稳定输出电压值，避免电压出现异常瞬时波动，阻值选择10KΩ，容值选择100nF。
U0＝(-3.88×10-6×T2)+(-1.55×10-2×T)+1.8639T:芯片所处环境温度，U0＝Temp。
温度转化成果电压波形变化如图14所示。
综上，本实施例提供了一种全新的纯硬件高精度恒温控制电路；温敏电压值与三角波调制可输出1us周期的PWM波形；实现加热与制冷双选择自动切换；提升产品高低温耐温性能，使用该电路的设备可用于超低温或超高温环境；开发简单，无需软件，开发周期短。
本发明实施例还提供了一种摄像机，该摄像机162包括上述温控电路1622。如图16所示，温控电路1622置于摄像机封闭仓提内部，作为摄像机的一部分，两者相互独立。电源模块1624来自于外部供电单元。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种温控电路，其特征在于，包括：
温度传感器、比较电路、换向电路、脉冲宽度调制PWM信号调制电路、驱动电路、半导体制冷器TEC，所述比较电路的输入端与所述温度传感器的输出端连接，所述比较电路的输出端与所述换向电路的第一输入端连接，所述换向电路的第一输出端、第二输出端与所述TEC连接，所述PWM信号调制电路的输入端与所述温度传感器输出端连接，所述PWM信号调制电路的输出端与所述驱动电路的输入端连接，所述驱动电路的第一输出端和第二输出端分别与所述换向电路的第二输入端、第三输入端连接；其中，所述比较电路用于比较所述温度传感器输入的温度值与参考温度值，并根据比较结果输出换向控制信号；
其中，所述温控电路还包括：隔离电路，所述隔离电路的输入端与所述温度传感器的输出端连接，所述隔离电路的输出端与所述PWM信号调制电路的输入端连接；
所述隔离电路包括：第五运放器、第十九电阻器、第九电容器；所述温度传感器的输出端与所述第五运放器的同向输入端连接；所述第五运放器的输出端连接至所述第五运放器的反向输入端；所述第十九电阻器的第一端和所述第五运放器的输出端连接，所述第十九电阻器的第二端和所述第九电容器的第二端连接；所述第九电容器的第一端接地；
所述比较电路包括:第一运放器、第一电阻器、第二电阻器、第三电阻器、第四电阻器、第五电阻器、第一电容器、第一二极管；所述第一电阻器的第一端连接所述温度传感器的输出端，所述第一电阻器的第二端连接所述第一运放器的反向输入端；所述第二电阻器的第一端连接在所述第一运放器的同向输入端，所述第二电阻器的第二端连接在所述第一运放器的输出端与所述第五电阻器的第一端之间的线路上；所述第三电阻器的第一端接地，所述第三电阻器的第二端连接在所述第二电阻器的第一端与所述第一运放器的同向输入端之间的线路上；所述第四电阻器的第一端接入第一指定电压，所述第四电阻器的第二端连接在所述第二电阻器的第一端与所述第一运放器的同向输入端之间的线路上；所述第五电阻器的第一端与所述第一运放器的输出端与连接，所述第五电阻器的第二端与所述第一电容器的第二端连接，所述第一电容器的第一端接地；所述第一二极管的输出端连接在所述第五电阻器的第二端和所述第一电容器的第二端之间的线路上，所述第一二极管的输入端与所述第一电容器的第一端连接；所述第一运放器的同向输入端的电压为参考电压，所述参考电压的电压值由控制所述TEC进行加热或者制冷的临界温度值确定；
所述换向电路包括：第六电阻器、第七电阻器、三极管、第二二极管、第二电容器、继电器；所述第六电阻器的第一端连接所述比较电路的输出端，所述第六电阻器的第二端连接所述三极管的基极；所述第七电阻器的第一端接地，所述第七电阻器的第二端连接在所述第六电阻器的第二端和所述三极管的基极之间的线路上；所述三极管的发射极接地；所述三极管的集电极与所述第二二极管的输入端连接；所述第二二极管的输出端连接在所述第二电容器的第一端和所述继电器的第一输入端之间的线路上，所述第二二极管的输入端连接在所述第二电容器的第二端和所述继电器的第二输入端之间的线路上，其中，所述继电器的第一输入端为所述继电器磁圈的输入端，所述继电器的第二输入端为所述继电器磁圈的输出端；所述继电器的第一输出端和所述继电器的第二输出端与所述TEC连接。
2.根据权利要求1所述的温控电路，其特征在于，所述PWM信号调制电路包括：载波发生电路、调制电路；
其中，所述载波发生电路包括：第二运放器、第三运放器、第八电阻器、第九电阻器、第十电阻器、第十一电阻器、第十二电阻器、第三二极管、第三电容器；
所述第二运放器的反向输入端接地；所述第八电阻器的第一端和所述第二运放器的输出端连接，所述第八电阻器的第二端和所述第九电阻器的第一端连接；所述第九电阻器的第二端连接至所述第三运放器的反向输入端；所述第十电阻器的第一端连接至所述第二运放器的同向输入端，所述第十电阻器的第二端连接在所述第八电阻器的第二端和所述第九电阻器的第一端之间的线路上；所述第三二极管的输入端接地，所述第三二极管的输出端连接在所述第八电阻器的第二端和所述第九电阻器的第一端之间的线路上；所述第十一电阻器的第一端连接在所述第十电阻器的第一端和所述第二运放器的同向输入端之间的线路上，所述第十一电阻器的第二端连接在所述第三运放器的输出端；所述第十二电阻器的第一端接地，所述第十二电阻器的第二端与所述第三运放器的同向输入端连接；所述第三电容器的第一端连接在所述第九电阻器的第二端与所述第三运放器的反向输入端之间的线路上，所述第三电容器的第二端连接在所述第三运放器的输出端；
所述调制电路包括：第四运放器、第十三电阻器、第十四电阻器；所述温度传感器的输出端或者所述隔离电路的输出端连接至所述第四运放器的同向输入端；所述载波发生电路的输出端与所述第十三电阻器的第一端连接，所述第十三电阻器的第二端连接至所述第四运放器的反向输入端；所述第十四电阻器的第一端接地，所述第十四电阻器的第二端连接所述第四运放器的输出端。
3.根据权利要求2所述的温控电路，其特征在于，
所述载波发生电路输出的三角波信号S0的电压幅值U＝(所述第十电阻器的阻值/所述第十一电阻器的阻值)×所述温度传感器输出的模拟电压U0；
所述载波发生电路输出的三角波信号S0的震荡周期T＝4×所述第十电阻器的阻值×所述第九电阻器的阻值×所述第三电容器的容值/所述第十一电阻器的阻值。
4.根据权利要求1所述的温控电路，其特征在于，所述驱动电路包括：
第十五电阻器、第十六电阻器、第十七电阻器、第十八电阻器、第四电容器、第五电容器、第六电容器、第七电容器、第八电容器、电源开关模块、电感；
所述第十五电阻器的第一端连接所述PWM信号调制电路的输出端，所述第十五电阻器的第二端连接至所述电源开关模块的DIM端；所述第四电容器的第一端连接至所述电源开关模块的IN端，所述第四电容器的第二端与所述第十六电阻器的第一端连接，在所述第四电容器的第一端和所述电源开关模块的IN端之间的线路上接入第二指定电压；所述第五电容器的第一端连接在所述第四电容器的第一端和所述电源开关模块的IN端之间的线路上，所述第五电容器的第二端连接在所述第四电容器的第二端和所述电源开关模块的GND端之间的线路上；所述第十六电阻器的第二端与所述第十八电阻器的第一端连接，所述第十八电阻器的第二端连接在所述电源开关模块的FB端；所述第十七电阻器的第一端连接在所述第四电容器的第二端和所述第十六电阻器的第一端之间的线路上，所述第十七电阻器的第二端连接在所述第十六电阻器的第二端和所述第十八电阻器的第一端之间的线路上；所述电感的第一端与所述电源开关模块的LX端连接，所述电感的第二端与所述第六电容器的第一端连接；所述第六电容器的第二端接地；所述第七电容器的第一端连接在所述电感的第二端与所述第六电容器的第一端之间的线路上，所述第七电容器的第二端接地；所述第八电容器的第一端连接在所述电源开关模块的BST端，所述第八电容器的第二端连接在所述电源开关模块的LX端与所述电感的第一端之间的线路上。
5.一种摄像机，其特征在于，所述摄像机包括温控电路，所述温控电路包括：
温度传感器、比较电路、换向电路、脉冲宽度调制PWM信号调制电路、驱动电路、半导体制冷器TEC，所述比较电路的输入端与所述温度传感器的输出端连接，所述比较电路的输出端与所述换向电路的第一输入端连接，所述换向电路的第一输出端、第二输出端与所述TEC连接，所述PWM信号调制电路的输入端与所述温度传感器输出端连接，所述PWM信号调制电路的输出端与所述驱动电路的输入端连接，所述驱动电路的第一输出端和第二输出端分别与所述换向电路的第二输入端、第三输入端连接；其中，所述比较电路用于比较所述温度传感器输入的温度值与参考温度值，并根据比较结果输出换向控制信号；
所述换向电路包括：第六电阻器、第七电阻器、三极管、第二二极管、第二电容器、继电器；所述第六电阻器的第一端连接所述比较电路的输出端，所述第六电阻器的第二端连接所述三极管的基极；所述第七电阻器的第一端接地，所述第七电阻器的第二端连接在所述第六电阻器的第二端和所述三极管的基极之间的线路上；所述三极管的发射极接地；所述三极管的集电极与所述第二二极管的输入端连接；所述第二二极管的输出端连接在所述第二电容器的第一端和所述继电器的第一输入端之间的线路上，所述第二二极管的输入端连接在所述第二电容器的第二端和所述继电器的第二输入端之间的线路上，其中，所述继电器的第一输入端为所述继电器磁圈的输入端，所述继电器的第二输入端为所述继电器磁圈的输出端；所述继电器的第一输出端和所述继电器的第二输出端与所述TEC连接；
其中，所述温控电路还包括：隔离电路，所述隔离电路的输入端与所述温度传感器的输出端连接，所述隔离电路的输出端与所述PWM信号调制电路的输入端连接；
所述隔离电路包括：第五运放器、第十九电阻器、第九电容器；所述温度传感器的输出端与所述第五运放器的同向输入端连接；所述第五运放器的输出端连接至所述第五运放器的反向输入端；所述第十九电阻器的第一端和所述第五运放器的输出端连接，所述第十九电阻器的第二端和所述第九电容器的第二端连接；所述第九电容器的第一端接地；
所述比较电路包括:第一运放器、第一电阻器、第二电阻器、第三电阻器、第四电阻器、第五电阻器、第一电容器、第一二极管；所述第一电阻器的第一端连接所述温度传感器的输出端，所述第一电阻器的第二端连接所述第一运放器的反向输入端；所述第二电阻器的第一端连接在所述第一运放器的同向输入端，所述第二电阻器的第二端连接在所述第一运放器的输出端与所述第五电阻器的第一端之间的线路上；所述第三电阻器的第一端接地，所述第三电阻器的第二端连接在所述第二电阻器的第一端与所述第一运放器的同向输入端之间的线路上；所述第四电阻器的第一端接入第一指定电压，所述第四电阻器的第二端连接在所述第二电阻器的第一端与所述第一运放器的同向输入端之间的线路上；所述第五电阻器的第一端与所述第一运放器的输出端与连接，所述第五电阻器的第二端与所述第一电容器的第二端连接，所述第一电容器的第一端接地；所述第一二极管的输出端连接在所述第五电阻器的第二端和所述第一电容器的第二端之间的线路上，所述第一二极管的输入端与所述第一电容器的第一端连接；所述第一运放器的同向输入端的电压为参考电压，所述参考电压的电压值由控制所述TEC进行加热或者制冷的临界温度值确定。
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