CN208027186U - 一种基于单片机的自动控温驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于单片机的自动控温驱动电路，电源模块与单片机、A/D采集模块、温度控制以及温度调节模块连接，用于提供其工作所电流；单片机与A/D采集模块连接，用于接收采集的温度信息，单片机与温度控制模块、温度调节模块连接，用于所述单片机还与温度调节模块连接，输出指令控制温度调节模块的工作，集成了温度采集、温度调节以及调节档位的自动选择，采用TEC进行温度调节，速度快、温控稳定、性能可靠、快速实现温度的稳定，可以应对极端天气，能够保持激光器在一个恒定的温度环境下工作；整合了激光器系统，可以满足更多客户的要求，同时也做到了激光器正常工作，不会受到外界温度的干扰，光的波长也不会受到影响，更稳定，抗干扰强。
Description
技术领域
本实用新型涉及自动控温驱动电路，具体地说，涉及一种基于单片机的自动控温激光器驱动电路。
背景技术
半导体激光器发热量比较大，对温度很敏感，需要恒定温度下工作，在某些极端恶劣天气的应用场合温度甚至过高或过低，可能导致激光波长的不稳定性，从而影响到激光器的使用寿命，因此我们考虑了设计一种能够自由设置温度并能控制恒温的激光器系统产品，利用单片机来控制温度的激光器驱动电路是本设计的核心内容，并且该驱动电路还必须满足激光器大功率、高稳定性的特点。
实用新型内容
本实用新型提供一种基于单片机的自动控温驱动电路，实时监测半导体激光器的工作温度并自动调控温度，保证半导体激光器工作温度的稳定性，为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：本专利申请包括有：单片机、A/D采集模块、电源模块、温度控制模块以及温度调节模块，电源模块与单片机、A/D采集模块、温度控制以及温度调节模块连接，用于提供其工作电流；所述单片机与A/D采集模块连接，用于接收采集的温度信息；所述单片机还与温度控制模块、温度调节模块连接，所述单片机还与温度调节模块连接，用于输出指令控制温度调节模块的工作。
优选的，所述温度调节模块具有制冷、加热两种功能，所述温度调节模块可采用半导体致冷器(TEC)实现制冷或加热。
优选的，单片机I/O端输出指令给H桥电路，控制TEC电流的正反向，实现加热、制冷。
优选的，所述温度控制模块采用三个继电器作为触发开关。
优选的，还包括有LCD显示电路，LCD显示电路与单片机连接，用于显示温度。
优选的，还包括有按键电路，按键电路与单片机连接。
本专利申请还包括有激光器、安装于激光器内部的温度控制系统、设置于激光器外部的显示模块，所述温度控制系统包括有：温度传感器、温度调节单元以及控制模块，所述显示模块与控制模块连接，所述显示模块包括有：指示灯、显示屏。
优选的，所述控制模块包括有：单片机、存储器以及通讯模块，所述控制模块还与计时模块连接。
优选的，所述温度传感器为DS18B20。
优选的，所述温度调节单元包括有：风冷和TEC制冷模块。
优选的，所述计时模块采用DS1302时钟芯片。
本实用新型的有益效果：本专利申请集成了温度采集、升温或降温调节以及温度升/ 降档位的自动选择、指示灯指示电路，采用TEC半导体制冷器进行升温或降温，温度升/降速度快、温控稳定、性能可靠、快速实现温度的稳定，可以应对极端天气，能够保持激光器在一个恒定的温度环境下工作；整合了激光器系统，可以满足更多客户的要求，同时也做到了激光器正常工作，不会受到外界温度的干扰，光的波长也不会受到影响，更稳定，抗干扰强。
附图说明
图1本专利申请关于温度控制的电路图；
图2为本专利申请关于单片机的接口示意图；
图3为本专利申请的框架示意图；
图4为本专利申请关于电源模块的原理图；
图5为本专利申请关于A/D采集模块的原理图；
图6为本专利申请关于温度控制模块的原理图；
图7为LCD显示模块的原理图；
图8为按键模块的原理图；
图9为其他电路。
具体实施方式
如图1所示为一种温度调节模块的电路，确切的说是利用帕尔贴效应实现升温或降温的H桥电路，H桥电路包括：半导体制冷器(TEC)，两个N沟道的场效应管Q3、Q4，两个PMOS管Q1、Q2，其中，Q1和Q3构成H桥左臂，Q2、Q4构成H桥右臂，Q1 的D极与Q2的D极接电压V1、Q3的S极与Q4的S极接地、Q1的S极与Q3的D极接在TEC的N型元件、Q4的D极与Q2的S极接TEC的P型元件，电流经过Q1、TEC、 Q4时，TEC的电流由N流向P形成冷端；电流流经Q2、TEC、Q3时，TEC的电流由P 流向N形成热端，利用H桥控制TEC电流的走向，实现加热或降温的控制。
还提供基于单片机的温度调节电路，利用图2所示的单片机控制上述H桥电路的切换，单片机的I/O引脚(37引脚)接电阻R25、电阻R25的另一端接开关作用的NPN型三极管Q5，Q5的发射极接地、集电极经上拉电阻R30后接VCC，Q5与电阻R30的公共端接Q1的G极与Q3的G极；单片机的I/O引脚(37引脚)接电阻R8、电阻R8的另一端接NPN三极管Q8的基极、Q8的发射极接地、Q8的集电极经上拉电阻R31后接Vcc，且Q2、Q4的G极接Q8与R31的公共端，单片机发送指令控制单片机37引脚发送指令控制Q5的开关状态，控制Q1、Q3导通或截止，或者由P0.5口发送指令控制Q8的开关状态来控制Q2、Q4的基极电压，从而实现利用单片机控制TEC的电流走向，实现基于单片机控制加热或降温工作。
基于单片机的温度调节电路，还实现自动控制功能，如图3所示，包括有：电源模块、A/D采集模块以及温度控制处理模块，电源模块与单片机、A/D采集模块、温度控制处理模块以及图1的温度调节模块连接，用于提供其工作电压；A/D采集模块用于采集温度信息并转换为数字信号发送给单片机，所述温度控制模块与单片机连接，根据温度信息进行温度调节调节档位的选择。
图4所示，电源模块采用稳压芯片，进一步的说是采用降压型开关电压调节器，可以选用LM2596芯片；图4中，稳压芯片U5的稳压芯片的VIN接输入电压，输入端输入电压5v，VOUT为输出管脚，输出电压为3.3v，输出引线上还接接地电容C22、C23、C24，实现滤波；输出引线还接电阻R17，R17的另一端接二极管D3阳极、D3阴极接地。
图5所示的A/D采集模块，其实是利用热敏电阻将采集到的模拟温度信号转化为数字信号，将三个热敏电阻分别安装与图5中的J2、J3、J4底座上，通过单片机的2、3、4 引脚传输到单片机内部，三个热敏电阻可以同时进行温度采集、也可以选用任意一个进行温度采集并将数据传给单片机。
图6所给出的温度控制模块原理图，单片机的44、45、46引脚分别接达林顿管 U11的三个VIN管脚，经U11做放大处理后通过三个VOUT输出反馈给三个继电器。
图6中所示，三个继电器的10引脚(线圈引脚、控制引脚)接U11的三个VOUT 输出引脚，三个继电器的8引脚(公共端引脚)共同接J7的2引脚(反馈引脚)、三个继电器的7引脚(常开端)经过RC滤波后接J7的1引脚(TEC电源供电引脚)，J7的3引脚(接地引脚)经过RC滤波电路后接继电器8引脚的公共端，该温度控制模块由三个继电器作为触发开关来区分控制温度能力的三种强弱程度，主要是：根据单片机反馈的经U11 放大后的信息来控制选择任一继电器的通断电情况，实现档位的自动选择。
优选的，继电器选用热继电器，进一步的可选用TQ2SA-5V；J7是用来连接给TEC 供电的电路的底座，是一个外接电源输入口。
图7还给出了LCD显示模块的接口原理图，采用1602，用于对图5所采集的温度显示。
图8给出了按键模块的电路图，用于控制升温和降温，电源接电阻R5、R7，电阻R5的另一端接按键K1、其公共端接单片机的43引脚；电阻R7的另一端接K2，其公共端接单片机的31引脚，K1接通表示增加温度，K2接通表示降低温度。
图9所示为报警电路，采用LED进行指示，即单片机的33、34引脚接两个LED 的阴极，LED的阳极接电阻R3，电阻R3的另一端为3.3v电压输入端，单片机控制两个LED 灯的通断电，实现指示提醒。
上述温控电路置于激光器中，用于实时监控激光器内部的温度，并及时做出反馈和温度调节，使激光器处于恒定的工作范围内。
上述实施例仅例示性说明本专利申请的原理及其功效，而非用于限制本专利申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本专利申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本专利申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本专利请的权利要求所涵盖。
Claims (6)
1.一种基于单片机的自动控温驱动电路，包括有：单片机、A/D采集模块、电源模块、温度控制模块以及温度调节模块，电源模块与单片机、A/D采集模块、温度控制以及温度调节模块连接，用于提供其工作电流；其特征在于：所述单片机与A/D采集模块连接，用于接收采集的温度信息；所述单片机还与温度控制模块、温度调节模块连接，所述单片机还与温度调节模块连接，用于输出指令控制温度调节模块的工作。
2.根据权利要求1所述的基于单片机的自动控温驱动电路，其特征在于：所述温度调节模块具有制冷、加热两种功能，所述温度调节模块可采用半导体致冷器(TEC)实现制冷或加热。
3.根据权利要求2所述的基于单片机的自动控温驱动电路，其特征在于：单片机I/O端输出指令给H桥电路，控制TEC电流的正反向，实现加热、制冷。
4.根据权利要求1所述的基于单片机的自动控温驱动电路，其特征在于：所述温度控制模块采用三个继电器作为触发开关。
5.根据权利要求1所述的基于单片机的自动控温驱动电路，其特征在于：还包括有LCD显示电路，LCD显示电路与单片机连接，用于显示温度。
6.根据权利要求1所述的基于单片机的自动控温驱动电路，其特征在于：还包括有按键电路，按键电路与单片机连接。
Priority Applications (1)
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| CN201721204657.5U CN208027186U (zh) | 2017-09-20 | 2017-09-20 | 一种基于单片机的自动控温驱动电路 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN201721204657.5U CN208027186U (zh) | 2017-09-20 | 2017-09-20 | 一种基于单片机的自动控温驱动电路 |
Publications (1)
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| CN201721204657.5U Active CN208027186U (zh) | 2017-09-20 | 2017-09-20 | 一种基于单片机的自动控温驱动电路 |
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Cited By (1)
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| CN107844137A (zh) * | 2017-09-20 | 2018-03-27 | 无锡亮源激光技术有限公司 | 一种基于单片机的自动控温驱动电路 |
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