CN202979428U

CN202979428U - 热光源温控保护电路

Info

Publication number: CN202979428U
Application number: CN 201220718767
Authority: CN
Inventors: 徐国红; 赵传东
Original assignee: Sonoscape Co Ltd
Current assignee: Sonoscape Medical Corp
Priority date: 2012-12-24
Filing date: 2012-12-24
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2022-12-24

Abstract

本实用新型实施例公开了一种热光源温控保护电路，所述温控保护电路包括：一温控开关、一运算放大器、一三极管；所述温控开关连接所述运算放大器的输入正端，且所述温控开关串联一接地电阻;所述运算放大器的输入正端连接两个第一、第二分压电阻和，所述输入负端连接两个第三、第四分压电阻和；所述运算放大器的输出端连接一起隔离负电压作用的第一二极管的阴极，所述第一二极管的阳极串联两个第五、第六电阻,再连接所述三极管的基极，所述第五电阻和第六电阻之间接一接地第七电阻，所述运算放大器的输出端和输入正端之间还连接一正反馈电路。由于采用正反馈电路，可以防止在温度变化波动下，电路会反复开启和关闭以致起不到温度保护的作用。

Description

热光源温控保护电路

技术领域

本实用新型涉及热光源技术领域，尤其涉及一种热光源温控保护电路。

背景技术

目前市场上使用的内窥镜的热光源，由于对光照度有要求，普遍使用150W 15V大功率规格的卤素灯。如图3所示，在申请人之前申请的专利中提到将MOS管Q3作为卤素灯DSI的开关控制元件，整个卤素灯启动电路由电源J1、卤素灯DS1、MOS管Q3串联构成一回路，所述MOS管Q3通过漏极与源极接入整个回路中，其栅极连接对其进行控制的控制电路。同时，如图3所示，所述MOS管的控制电路包括接入启动回路中用于对电路信号采样的采样电阻R7；如图5所示，用于对采样电阻R7采样得到的毫伏级电压值进行放大的第一运算放大器U3；将经所述第一运算放大器U3放大后的信号电压幅值与其同向输入端的基准电压做比较，进行比较放大的第二运算放大器U1A；将经所述第二运算放大器U1A比较放大后的电压信号发送到MOS管的栅极的第一、第二两个三极管Q1、Q2组成的驱动电路。

但是该专利在控制卤素灯的开启和关闭电路中，缺乏对重要元件MOS管的发热问题的保护。

针对MOS管的发热问题，现有的温控保护方案有二:

方案一、仅采用加散热片，进行降温。

方案二、加散热片，并将温控开关K1贴在MOS表面，再配简单的温控比较电路加以控制。所述温控比较电路的电路图如图２所示，将温控开关K1贴在MOS管表面，MOS管的温度随着开启逐渐升高并将温度传递给其上的温控开关K1，当温度超过温控开关K1的温度断开值时，温控开关K1断开，此时运算放大器U2的输入正端的第一、第二分压电阻R22、R31，使运算放大器U2的输入正端电压为6.0伏，大于输入负端电压4.0伏, 运算放大器U2输出高电平；当运算放大器U2输出高电平至三极管Q5的基极，使得三极管Q5饱和，其集电极输出电压VT为0.3伏左右。如图４所示，三极管Q5集电极输出的电压ＶＴ加到所述MOS管驱动电路Q1的极基，不足以使Q1导通（需要0.7V才导通），所以Q1为截止状态，由于Q1截止，使得Q2的集电极无电流，从而Q2也是截止的，VCON1输出0伏电压。如图3所示，由于VCON1连到MOS管Q3的栅极，因此MOS管的栅极电压为零，所以MOS管截止。反之，当三极管Q5截止，无电流流过，对MOS管的驱动电路Q1和Q2无影响,此时MOS管的栅极电压只受其本身原控制电路的控制，不受Q5的控制。

现有技术方案的缺点包括如下：

技术方案一：在MOS管上面仅采用加散热片，进行降温。没有更好的温控保护电路。一旦由于特殊原因，导致温度进一步上升。则会损坏MOS管，使得整机不能工作。

技术方案二；温控比较电路的控制不够完善。在温度变化波动下，比如：温度变化2或3摄氏度，电路会反复开启和关闭，起不到温度保护的作用。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型实施例提供了一种热光源温控保护电路。通过在现有的温控保护电路上增加反馈电路，防止在温度变化波动下，电路会反复开启和关闭，起不到温度保护的作用。

本实用新型提供的热光源温控保护电路，用于在热光源启动和关闭过程中针对MOS管发热进行温控保护，所述温控保护电路包括：一温控开关、一运算放大器、一三极管；所述温控开关连接所述运算放大器的输入正端，且所述温控开关串联一接地电阻; 所述运算放大器的输入正端连接两个第一、第二分压电阻和，所述输入负端连接两个第三、第四分压电阻和；所述运算放大器的输出端连接一起隔离负电压作用的第一二极管的阳极，所述第一二极管的阴极串联两个第五、第六电阻, 再连接所述三极管的基极，所述第五电阻和第六电阻之间接一接地第七电阻，所述运算放大器的输出端和输入正端之间还连接一正反馈电路。

从以上技术方案可以看出，本实用新型实施例具有以下优点：

1、由于在温控开关K1转为开路之后经过一段时间，温控开关K1随MOS管的温度逐渐下降，温控开关K1又转为闭合状态，但是由于有正反馈电路第八电阻R23、第二二极管D2的正反馈作用，运算放大器U2的输入正端电压为7伏左右，仍然大于运算放大器U2的输入负端电压4.0伏，所以使MOS管一直处于截止，卤素灯不会工作，因此可以防止在温度变化波动下，电路会反复开启和关闭，起不到温度保护的作用，当需要再次启动卤素灯时，可以关闭电源后，再重新开启电源即可。

2、由于在所述运算放大器U2的输入正端还连接一接地的第一电容C10，所述电容C10为10微法拉，由于电容C10在上电时需要一个充电时间，这样可确保上电时，运算放大器U2的输入正端电压小于输入负端电压，运算放大器U2输出负电压，使得三极管Q5处于截止状态，对MOS管的控制电路无影响，因此可有效防止上电时，温控误动作；同时，由于接入该电容C10，可以有效滤除电源干扰波动，使得运算放大器U2的输入正端电压稳定。

3、由于所述运算放大器U2的输出端还连接一滤波电路，所述滤波电路为在所述第七电阻R33并联一第二电容C15，所述第二电容C15与所述第五电阻R24组成RC滤波电路，使得即使所述运算放大器U2输出有瞬间高电平，也会该被滤波电路有效滤除，Q5仍为截止状态。另外，因第二电容C15并接有电阻R33，可保证在断电后，第二电容C15上的电压，会通过R33放掉，使得三极管Q5在下次上电时，处于截止状态，不会对电路有影响。

附图说明

图1为本实用新型实施例的热光源温控保护电路的电路图；

图2为现有技术有关热光源温控保护电路的电路图；

图3为现有技术的卤素灯的启动电路图；

图4为现有技术接入热光源温控保护电路的MOS管的控制电路的电路图；

图5为现有技术未接入热光源温控保护电路的MOS管的控制电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的说明书附图，对实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供了一种热光源温控保护电路，由于在所述运算放大器的输出端和输入正端之间增加了正反馈电路，使得运算放大器的输入正端电压在温控开关因温度降低而关闭后仍大于输入负端电压，从而不会因温度降低而导致温控开关的关闭从而使得MOS管重新启动，因此克服了在温度变化波动下，电路会反复开启和关闭的弊端，本具体实施例中所述热光源以卤素灯为例，以下进行详细说明。

如图１所示，所述温控保护电路主要包括：一温控开关K1、一运算放大器U2、一三极管Q5；所述温控开关K1连接所述运算放大器U2的输入正端，且所述温控开关K1串联一接地电阻R32; 所述运算放大器U2的输入正端连接两个第一、第二分压电阻R22和R31，所述输入负端连接两个第三、第四分压电阻R21和R30；所述运算放大器U2的输出端连接一起隔离负电压作用的第一二极管D3的阳极，所述第一二极管D3的阴极串联两个第五、第六电阻R24、R25, 再连接所述三极管Q5的基极，所述第五电阻R24和第六电阻R25之间接一接地第七电阻R33。

如图1所示，所述运算放大器U2的输出端和输入正端之间还连接一正反馈电路，所述正反馈电路包括相互串联的第八电阻R23和一第二二极管D2，所述第二二极管D2的阴极接运算放大器U2的正端电压输入端，阳极接第八电阻R23的一端，第八电阻R23的另一端接运算放大器U2的输出端。当温控开关K1因达到温度值转为开路之后，由于第八电阻R23、第二二极管D2的正反馈作用，使得运算放大器U2的输入正端电压为8.0伏，仍大于输入负端电压4.0伏。运算放大器保持高电平输出，使得三极管Q5饱和，其集电极输出电压VT为0.3伏左右，使得驱动电路Q1和Q2截止(如图4所示)，VCON1为0伏输出，ＭＯＳ管Q3(如图3所示)截止；在MOS管Q3处于截止时，没电流流过，经过一段时间后，随着温控开关K1温度逐渐下降， K1又转为闭合状态。但还是由于有第八电阻R23、第二二极管D2的正反馈，运算放大器U2的输入正端电压为7伏左右，还是大于运算放大器的输入负端电压4.0伏,所以使MOS管Q3一直处于截止，卤素灯不会工作, 因此可以防止在温度变化波动下，电路会反复开启和关闭，起不到温度保护的作用。当需要再次启动卤素灯时，可以关闭电源后，再重新开启电源即可。

如图1所示，在所述运算放大器U2的输入正端还连接一接地的第一电容C10，所述电容C10为10微法拉，由于电容C10在上电时需要一个充电时间，这样可确保上电时，运算放大器U2的输入正端电压小于输入负端电压，运算放大器U2输出负电压，使得三极管Q5处于截止状态，对MOS管的控制电路无影响，因此可有效防止上电时，温控误动作；同时，由于接入该电容C10，可以有效滤除电源干扰波动，使得运算放大器U2的输入正端电压稳定。

如图1所示，所述运算放大器U2的输出端还连接一滤波电路，所述滤波电路为在所述第七电阻R33并联一第二电容C15，所述第二电容C15与所述第五电阻R24组成RC滤波电路，使得即使所述运算放大器U2输出有瞬间高电平，也会该被滤波电路有效滤除，Q5仍为截止状态。另外，因第二电容C15并接有电阻R33，可保证在断电后，第二电容C15上的电压，会通过R33放掉，使得三极管Q5在下次上电时，处于截止状态，不会对电路有影响。

整个电路的具体工作过程为：

如图1 所示，将温控开关K1贴在MOS管表面，MOS管的温度随着开启逐渐升高并将温度传递给其上的温控开关K1，当温度超过温控开关K1的温度设定值时，温控开关K1断开，即温控开关K1转为开路状态，此时运算放大器U2的输入正端的第一、第二分压电阻R22、R31，使运算放大器U2的输入正端电压为6.0伏，大于输入负端电压4.0伏, 运算放大器U2输出高电平，经第五电阻R24和第二电容C15延时10毫秒左右；当运算放大器U2输出高电平（约为10.7V）至三极管Q5的基极，使得三极管Q5饱和，其集电极输出电压VT为0.3伏左右。如图４所示，三极管Q5集电极输出的电压ＶＴ加到所述MOS管驱动电路Q1的基极，不足以使Q1导通（需要0.7V才导通），所以Q1为截止状态，R5、R6为Q2基极的上拉电阻，由于Q1截止，使得Q2的集电极无电流，从而Q2也是截止的，VCON1输出0伏电压。如图3所示，由于VCON1连到MOS管Q3的栅极，因此MOS管的栅极电压为零，所以MOS管截止。

反之，当三极管Q5截止，无电流流过，对MOS管的驱动电路Q1和Q2无影响,此时MOS管的栅极电压只受其本身原控制电路（如图5所示）的控制，不受Q5的控制。

同时，在温控开关K1转为开路之后经过一段时间，温控开关K1随MOS管的温度逐渐下降，温控开关K1又转为闭合状态。但还是由于有正反馈电路第八电阻R23、第二二极管D2的正反馈作用，运算放大器U2的输入正端电压为7伏左右，仍然大于运算放大器U2的输入负端电压4.0伏，所以使MOS管一直处于截止，卤素灯不会工作，因此可以防止在温度变化波动下，电路会反复开启和关闭，起不到温度保护的作用，当需要再次启动卤素灯时，可以关闭电源后，再重新开启电源即可。

以上对本实用新型所提供的一种热光源温控保护电路进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims

1.一种热光源温控保护电路，所述温控保护电路包括：所述温控保护电路主要包括：一温控开关、一运算放大器、一三极管；所述温控开关连接所述运算放大器的输入正端，且所述温控开关串联一接地电阻; 所述运算放大器的输入正端连接两个第一、第二分压电阻和，所述输入负端连接两个第三、第四分压电阻和；所述运算放大器的输出端连接一起隔离负电压作用的第一二极管的阴极，所述第一二极管的阳极串联两个第五、第六电阻, 再连接所述三极管的基极，所述第五电阻和第六电阻之间接一接地第七电阻，其特征在于，所述运算放大器的输出端和输入正端之间还连接一正反馈电路。

2.根据权利要求1所述的热光源温控保护电路，其特征在于，所述正反馈电路包括相互串联的第八电阻和第二二极管，所述第二二极管的阳极接运算放大器的正端电压输入端，阴极接第八电阻的一端，第八电阻的另一端接运算放大器的输出端。

3.根据权利要求1或2所述的热光源温控保护电路，其特征在于，在所述运算放大器的输入正端还连接一接地第一电容。

4.根据权利要求1或2所述的热光源温控保护电路，其特征在于，所述运算放大器的输出端还连接一滤波电路。

5.根据权利要求1或2所述的热光源温控保护电路，其特征在于，所述滤波电路为RC滤波电路。