CN201097238Y - 温度控制电路 - Google Patents

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陈培智
古远东
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Shenzhen Yitoa Electronics Technology Co., Ltd.
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Abstract

本实用新型公开了一种温度控制电路，包括用于采样待检发热体的温度并将该温度转换为确定比例关系的待检电压输出的采样模块、用于产生基准电压的基准电压模块、用于接收输入的待检电压和基准电压并进行比较放大的比较放大模块及用于根据输入的放大信号对待检发热体进行温度控制的控制模块，所述采样模块的输出端接所述比较放大模块的一个输入端，所述基准电压模块的输出端接所述比较放大模块的另一个输入端，所述比较放大模块的输出端接所述控制模块的输入端。该温度控制电路仅需要采样模块、基准电压模块、比较放大模块和控制模块等四个基本模块，电路结构简单；无需NTC或PTC等的热敏电阻，省却了装配的麻烦。

Description

温度控制电路
技术领域
本实用新型涉及一种温度控制电路。
背景技术
目前在对发热类的产品进行温度控制时，一般采用在发热体旁边安装NTC(负温度系数热敏电阻)或PTC(正温度系数热敏电阻)之类的热敏电阻进行采样然后处理的方法。对于热敏电阻采样得到的阻值，可以和标准电阻进行分压，转换成采样电压，然后直接进行AD转换或者先放大再进行AD转换后采集温度数据。在实际应用中，以上方案往往受到热敏电阻的稳定性、一致性、采样精度、空间尺寸和装配误差等限制，导致批量生产后温度误差和温度曲线波动都较大，使用热敏电阻也会增加成本，因而难以满足小家电行业的批量化应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是弥补上述现有技术的不足，提供一种成本低、结构简单的温度控制电路。
本发明的技术问题通过以下技术方案予以解决：一种温度控制电路，包括用于采样待检发热体的温度并将该温度转换为确定比例关系的待检电压输出的采样模块、用于产生基准电压的基准电压模块、用于接收输入的待检电压和基准电压并进行比较放大的比较放大模块及用于根据输入的放大信号对待检发热体进行温度控制的控制模块，所述采样模块的输出端接所述比较放大模块的一个输入端，所述基准电压模块的输出端接所述比较放大模块的另一个输入端，所述比较放大模块的输出端接所述控制模块的输入端。
所述采样模块包括第一电阻和第一二极管，所述第一二极管的阴极与待检发热体连接，所述第一二极管的阳极为采样模块的输出端，所述第一电阻的一端接所述第一二极管的阳极，所述第一电阻的另一端接电源。
所述采样模块还包括第一电容，所述第一电容一端和所述第一二极管的阳极相连，另一端接地。
所述基准电压模块包括第二电阻、第三电阻、第二二极管和可调电阻，所述第二电阻的一端和所述电源相连，所述第二电阻的另一端接所述第二二极管的阳极，所述第二二极管的阴极连接串联的所述第三电阻和所述可调电阻后接地。
所述基准电压模块还包括第二电容，所述第二电容一端和所述第二二极管的阳极相连，另一端接地。
所述比较放大模块包括运算放大器、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻和第三电容，所述第四电阻一端和所述第一二极管的阳极相连，另一端和所述运算放大器的正向输入端相连；所述第五电阻一端和所述第二二极管的阳极相连，另一端和所述运算放大器的负向输入端相连；所述第六电阻一端和所述运算放大器的正向输入端相连，另一端接地；所述第七电阻跨接于所述运算放大器的负向输入端和输出端之间，所述运算放大器的输出端通过所述第八电阻连接到所述控制模块，所述第三电容的一端连接第八电阻和控制模块的输入端的接点，所述第三电容的另一端接地。
所述运算放大器为差动放大器。
所述的控制模块包括微处理器及开关元件，所述微处理器的输出端与开关元件的控制端连接，所述微处理器将控制信号输出到开关元件的控制端，所述开关元件串接在所述待检发热体的供电电路中。
所述的开关元件为可控硅。
本发明与现有技术相比的有益效果是：该温度控制电路仅需要采样模块、基准电压模块、比较放大模块和控制模块等四个基本模块，电路结构简单；所需模块器件都是常见易得的，采购周期短，制作成本低；使用运算放大器、微处理器等集成化的元件，所占的空间非常小，易于电路板的排板；无需NTC或PTC等的热敏电阻，省却了装配的麻烦。
附图说明
图1是本实用新型的电路框图；
图2是本实用新型一种具体实施方式的电路图；
图3是本实用新型另一种具体实施方式应用在直发器中的电路图。
具体实施方式
如图1至图2所示，本实施方式温度控制电路包括采样模块、基准电压模块、比较放大模块及控制模块。采样模块将待检发热体的温度转换为确定比例关系的待检电压输出到比较放大模块的一个输入端，基准电压模块将基准电压输出到比较放大模块的另一输入端，比较放大模块将待检电压与基准电压进行比较放大后输出到控制模块，控制模块根据输入的放大信号进行处理来控制发热体供电电路的通断。
采样模块包括第一电阻R1、第一二极管D1和发热体。第一电阻R1一端连电源端，另一端和第一二极管D1的阳极相连，第一二极管D1的阴极通过发热体接地。第一二极管D1的阳极为采样模块的电压输出端。在本实施方式中，发热体采用纯阻性的陶瓷片发热体，其阻值随温度变化会发生改变(温度为200℃其阻值会比室温时增加几十欧姆)。
基准电压模块包括第二电阻R2、第二二极管D2和第三电阻R3。第二电阻R2一端连电源，另一端和第二二极管D2的阳极相连，第二二极管D2的阴极通过第三电阻R3接地。第二二极管D2的阳极为基准电压模块的电压输出端。
比较放大模块包括运算放大器U1A、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7和第八电阻R8。运算放大器U1A的正向输入端通过第四电阻R4接采样电路的输出端，运算放大器U1A的负向输入端通过第五电阻R5和基准电压模块的输出端相连，运算放大器U1A的输出端通过第八电阻R8和控制模块相连。第六电阻R6一端和放大器U1A的正向输入端相连，另一端接地。第七电阻R7跨接于运算放大器U1A的负向输入端和输出端之间。在本实施方式中，运算放大器U1A选用差动放大器。
控制模块包括微处理器和开关元件。在本实施方式中，开关元件优选可控硅。微处理器接受比较放大模块的信号后将控制信号输出到可控硅的控制极，可控硅的阳极接火线，其阴极和第一二极管D1的阴极相连。
工作原理：陶瓷片发热体在不同的温度具有不同的电阻值R，第一电阻R1起分压作用。第一电阻R1和第一二极管D1将发热体的电阻值转换为电压值，该电压值和第一二极管D1的压降Vd组成待检电压Vc，Vcc为输入电源电压，则
Vc＝R×(Vcc-Vd)/(R1+R)+Vd
将Vc与基准电压V0分别输入到差动放大器U1A的正、负向输入端，差动放大器U1A的输出端输出放大信号V2，R4＝R5，R6＝R7，这样R7和R5的比例关系就决定了放大器的放大倍数。则
V2＝(Vc-V0)×R7/R5
微处理器将其内部编写的与需要设定温度有关的数据与V2进行比较，即可判断出V2的范围，确定此时发热体的温度是否达到预定的温度，并通过控制可控硅的导通与截止来控制发热体供电电路的通断，从而控制发热类产品的温度。
本电路可在直发器或卷发器中使用。如图3所示，第一电阻R1、第一二极管D1和陶瓷发热体串联在+12V的回路中，基准电压模块、比较放大模块之间的连接如上所述，运算放大器U1A的输出端接第八电阻R8后连接到微处理器的AD口。微处理器的P0.7口接可控硅SCR1的控制极，微处理器根据实时检测到的信号V2和相应的内部参数，判断发热体温度是否达到预定值，并具此向发热体的可控硅发出控制信号。微处理器的具体工作过程如下：在微处理器里设定参数AD1，微处理器读取V2信号，得到一个值AD2，如果AD2＜AD1，则说明发热体此时阻值小，温度没达到设定的温度，微处理器就持续触发可控硅，使发热体的供电电路保持接通状态，发热体处于加热状态。随着温度的增加，发热体阻值会加大，如果AD2≥AD1，则说明此时发热体的温度已经达到设定的温度，微处理器就停止触发可控硅，发热体供电电路断开，使得发热体不再加热，温度不再升高。这样就可使发热体温度控制在所设定值之内。
为了进一步提高电路的可靠性，在第三电阻R3与地之间串接一个可调电阻VR1，这样基准电压可调节，可克服大批量的发热体中有阻值不一致而产生的温度偏差太多的情况。在第一二极管D1与第一电阻R1之间接入第一电容C1并接地，在第二二极管D2与第二电阻R2之间通过第二电容C2接地，在第八电阻R8与控制模块输入端之间连接第三电容C3并接地。上述三个电容可有效去除温度控制电路中的交流干扰。
本实用新型温度控制电路所需器件都是常见易得的，采购周期短，制作成本低；使用运算放大器、微处理器等集成化的元件，所占的空间小，易于PCB板的排板；无需NTC或PTC等的热敏电阻，省却了装配的麻烦，也降低了成本。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种温度控制电路，其特征在于：包括用于采样待检发热体的温度并将该温度转换为确定比例关系的待检电压输出的采样模块、用于产生基准电压的基准电压模块、用于接收输入的待检电压和基准电压并进行比较放大的比较放大模块及用于根据输入的放大信号对待检发热体进行温度控制的控制模块，所述采样模块的输出端接所述比较放大模块的一个输入端，所述基准电压模块的输出端接所述比较放大模块的另一个输入端，所述比较放大模块的输出端接所述控制模块的输入端。
2.根据权利要求1所述的温度控制电路，其特征在于：所述采样模块包括第一电阻和第一二极管，所述第一二极管的阴极与待检发热体连接，所述第一二极管的阳极为采样模块的输出端，所述第一电阻的一端接所述第一二极管的阳极，所述第一电阻的另一端接电源。
3.根据权利要求2所述的温度控制电路，其特征在于：所述采样模块还包括第一电容，所述第一电容一端和所述第一二极管的阳极相连，另一端接地。
4.根据权利要求2所述的温度控制电路，其特征在于：所述基准电压模块包括第二电阻、第三电阻、第二二极管和可调电阻，所述第二电阻的一端和所述电源相连，所述第二电阻的另一端接所述第二二极管的阳极，所述第二二极管的阴极连接串联的所述第三电阻和所述可调电阻后接地。
5.根据权利要求4所述的温度控制电路，其特征在于：所述基准电压模块还包括第二电容，所述第二电容一端和所述第二二极管的阳极相连，另一端接地。
6.根据权利要求2所述的温度控制电路，其特征在于：所述比较放大模块包括运算放大器、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻和第三电容，所述第四电阻一端和所述第一二极管的阳极相连，另一端和所述运算放大器的正向输入端相连；所述第五电阻一端和所述第二二极管的阳极相连，另一端和所述运算放大器的负向输入端相连；所述第六电阻一端和所述运算放大器的正向输入端相连，另一端接地；所述第七电阻跨接于所述运算放大器的负向输入端和输出端之间，所述运算放大器的输出端通过所述第八电阻连接到所述控制模块，所述第三电容的一端连接第八电阻和控制模块的输入端的接点，所述第三电容的另一端接地。
7.根据权利要求6所述的温度控制电路，其特征在于：所述运算放大器为差动放大器。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的温度控制电路，其特征在于：所述的控制模块包括微处理器及开关元件，所述微处理器的输出端与开关元件的控制端连接，所述微处理器将控制信号输出到开关元件的控制端，所述开关元件串接在所述待检发热体的供电电路中。
9.根据权利要求8所述的温度控制电路，其特征在于：所述的开关元件为可控硅。
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