CN208752474U - 智能温度控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能温度控制器，属于温度控制领域，解决了控温不可靠的问题，其技术方案要点是包括工作面板、控制壳、以及控制器，工作面板上具有温度设定模块和温度显示模块，控制器包括单片机系统、驱动电路和控温组件，所述控温组件包括热电制冷片、通过硅脂连接的散热片、以及温度传感器，热电制冷片通过驱动电路连接单片机系统，温度传感器连接单片机系统，所述控温组件连接有恒流源，达到了可靠有效的控温方式效果。

Description

智能温度控制器

技术领域

本实用新型涉及温度控制领域，特别地，涉及一种智能温度控制器。

背景技术

公开(公告)号：CN202166903U的专利，涉及温度控制器，包括CPU控制板、输出板、按键显示板和电源电路板，所述的CPU控制板上设有CPU芯片、ULQ2803驱动芯片和温度传感器，按键显示板上设有LED显示屏和功能按键，输出板设有继电器，电源电路板上设有三端稳压器；其中LED显示屏由数码管组成，CPU芯片的I/O端口分别与温度传感器输出端、ULQ2803驱动芯片输入端、功能按键输出端相连，所述的ULQ2803驱动芯片分别与按键显示板上的数码管和输出板上的继电器相连。本实用新型所采用的内部元件均为低温工作型，以保证在低温环境下设备能正常启动和工作，保证装置温控性能的同时选用体积小的元件，节省装置占用空间，以方便运输和安装。

但是，上述的温度控制器对温度控制上温度控制一般是保持在一个温度范围内，温度调节和设定过程繁琐。所达到的效果是由于温度在一个范围区间内，为了缩小温度变化区间，因此需要对控制电路进一步设计和完善。并且对于驱动芯片输出的部分，通过继电器来控制外部发热元件工作，发热元件工作的电流不稳，则温度和发热量浮动较大，控温不理想。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型目的是提供一种智能温度控制器，提高和改善了温度控制的可靠性，使得温度能够在较小的温差区间内浮动，工作更加可靠。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种智能温度控制器，包括工作面板、控制壳、以及控制器，工作面板上具有温度设定模块和温度显示模块，控制器包括单片机系统、驱动电路和控温组件，所述控温组件包括热电制冷片、通过硅脂连接的散热片、以及温度传感器，热电制冷片通过驱动电路连接单片机系统，温度传感器连接单片机系统，所述控温组件连接有恒流源。

通过上述设置，控制器安装在控制壳内，通过工作面板供用户操作，同时能够达到控制温度的效果，为了便于控制温度，利用设定模块进行温度调节和设定并且利用温度显示模块显示。控制器可以利用单片机系统进行温度的控制。由于本方案采用了新的驱动电路和控温组件，相对来说，对于温度控制精度上有所提高，首先是由于采用了恒流源，避免了电流不稳对温度控制上的影响，另外采用热电制冷片、通过硅脂连接的散热片，使得温度调节更加快速高效，主要改善了温度调节的可靠性，并且温度传感器作为温度反馈，形成闭环反馈将温度情况实时反馈到单片机系统中。

作为本实用新型的具体方案可以优选为：所述驱动电路包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、以及电阻；电流源连接第一晶体管的源极、第四晶体管的源极，第一晶体管的漏极连接第三晶体管的漏极和第一电感的一端，第一电感的另一端连接第二电感的一端和通过第一电容接地，第二电感的另一端连接热电制冷片和通过第二电容接地，热电制冷片的另一端连接第三电感的一端和通过第三电容接地，第三电感的另一端连接第四电感的一端和通过第四电感接地，第四电感的另一端连接第四晶体管的漏极和第二晶体管的漏极，第三晶体管的源极和第二晶体管的源极通过电阻接地。

作为本实用新型的具体方案可以优选为：所述第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管的栅极连接单片机系统，接收的信号为PWM信号。

通过上述设置，当设置OUT3为高、OUT4为低电平，OUT2为低、OUT1为高电平时，第三晶体管Q3和第四晶体管Q4断开，第一晶体管Q1和第二晶体管Q2导通，电流由热电制冷片（TEC）左至右；反之OUT3为低、OUT4为高电平，OUT2为高、OUT1为低电平时，第三晶体管Q3和第四晶体管Q4导通，第一晶体管Q1和第二晶体管Q2断开，电流由右至左。通过单片机PID控制设置OUT1或者OUT4的PWM占空比，控制第一晶体管Q1或者第四晶体管Q4的导通时间来控制热电制冷片（TEC）的工作时间，从而达到控温的效果。

作为本实用新型的具体方案可以优选为：所述第一电容、第二电容、第三电容、第四电容的容值为22微法，所述第一电感、第二电感、第三电感、第四电感的感值为10微亨。

通过上述设置，能够有效滤波，提高工作的稳定性。

作为本实用新型的具体方案可以优选为：所述工作面板上设置有一层反光布层，所述反光布层贴于工作面板的按键区域。

通过上述设置，便于操作使用，在夜间的时候，也能够便于操作和按键。

本实用新型技术效果主要体现在以下方面：能够有效驱动热电制冷片，并且实现可靠的温度控制，使得温度控制便捷有效。

附图说明

图1为实施例中工作面板的结构示意图；

图2为实施例中控制器的电路方框图；

图3为实施例中驱动电路的具体元件连接图。

附图标记：1、工作面板；2、控制壳；3、控制器；31、温度设定模块；32、温度显示模块；33、单片机系统；34、驱动电路；35、控温组件；351、热电制冷片；352、硅脂；353、散热片；354、温度传感器；36、恒流源。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步详述，以使本实用新型技术方案更易于理解和掌握。

实施例：

一种智能温度控制器3，参考图1所示，包括工作面板1、控制壳2、以及控制器3。工作面板1上具有温度设定模块31和温度显示模块32。工作面板1采用塑料材质，温度设定模块31即位于按键区域。上面的按键具有五个，有开关、升温、降温、定时-、以及定时+的这些按键。

控制器3包括单片机系统33、驱动电路34和控温组件35，控温组件35包括热电制冷片351、通过硅脂352连接的散热片353、以及温度传感器354，热电制冷片351通过驱动电路34连接单片机系统33，温度传感器354连接单片机系统33，控温组件35连接有恒流源36。对于单片机系统33主要采用的是DSP28335芯片，内部具有模数转换器、数字PID控制、脉宽调制输出。

热电制冷片351，其原理是Peltier效应，它既可制冷又可加热，通过改变直流电流的极性来决定在同一制冷片上实现制冷或加热，这个效果的产生就是通过热电的原理来实现的。其优点：1、不需要任何制冷剂，可连续工作。2、半导体制冷片具有两种功能，既能制冷，又能加热，制冷效率一般不高，但制热效率很高，永远大于1。因此使用一个片件就可以代替分立的加热系统和制冷系统。3、半导体制冷片是电流换能型片件，通过输入电流的控制，可实现高精度的温度控制，再加上温度检测和控制手段，，便于组成自动控制系统。使用说明：安装、组装方法：热电制冷片351与散热片353和导冷块接触良好，接触面须涂有一薄层导热硅脂352。固定热电制冷片351时既要使热电制冷片351受力均匀，又要注意切勿过度，以防止瓷片压裂。

控制器3安装在控制壳2内，通过工作面板1供用户操作，同时能够达到控制温度的效果，为了便于控制温度，利用设定模块进行温度调节和设定并且利用温度显示模块32显示。控制器3可以利用单片机系统33进行温度的控制。由于本方案采用了新的驱动电路34和控温组件35，相对来说，对于温度控制精度上有所提高，首先是由于采用了恒流源36，避免了电流不稳对温度控制上的影响，另外采用热电制冷片351、通过硅脂352连接的散热片353，使得温度调节更加快速高效，主要改善了温度调节的可靠性，并且温度传感器354作为温度反馈，形成闭环反馈将温度情况实时反馈到单片机系统33中。

对于驱动电路34参考图3所示，图中的信号OUT1、OUT2、OUT3、OUT4是单片机系统33输出的。元器件符号为Q1：第一晶体管；Q2：第二晶体管；Q3：第三晶体管；Q4：第四晶体管；L1：第一电感；L2：第二电感；Q3：第三电感；L4：第四电感；C1：第一电容；C2：第二电容；C3：第三电容；C4：第四电容；R1：电阻。Vcc作为恒流源36提供的电压，具体可以是5V。

驱动电路34包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、以及电阻；电流源连接第一晶体管的源极、第四晶体管的源极，第一晶体管的漏极连接第三晶体管的漏极和第一电感的一端，第一电感的另一端连接第二电感的一端和通过第一电容接地，第二电感的另一端连接热电制冷片351和通过第二电容接地，热电制冷片351的另一端连接第三电感的一端和通过第三电容接地，第三电感的另一端连接第四电感的一端和通过第四电感接地，第四电感的另一端连接第四晶体管的漏极和第二晶体管的漏极，第三晶体管的源极和第二晶体管的源极通过电阻接地。

第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管的栅极连接单片机系统33，接收的信号为PWM信号。

通过单片机PID控制设置OUT1或者OUT4的PWM占空比，控制Q1或者Q4的导通时间来控制TEC的工作时间，从而达到控温的效果。当设置OUT3为高、OUT4为低电平，OUT2为低、OUT1为高电平时，第三晶体管Q3和第四晶体管Q4断开，第一晶体管Q1和第二晶体管Q2导通，电流由热电制冷片351（TEC）左至右；反之OUT3为低、OUT4为高电平，OUT2为高、OUT1为低电平时，第三晶体管Q3和第四晶体管Q4导通，第一晶体管Q1和第二晶体管Q2断开，电流由右至左。通过单片机PID控制设置OUT1或者OUT4的PWM占空比，控制第一晶体管Q1或者第四晶体管Q4的导通时间来控制热电制冷片351（TEC）的工作时间，从而达到控温的效果。

第一电容、第二电容、第三电容、第四电容的容值为22微法，第一电感、第二电感、第三电感、第四电感的感值为10微亨。能够有效滤波，提高工作的稳定性。

另一个方面，工作面板1上设置有一层反光布层，反光布层贴于工作面板1的按键区域。便于操作使用，在夜间的时候，也能够便于操作和按键。

当然，以上只是本实用新型的典型实例，除此之外，本实用新型还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种智能温度控制器，包括工作面板、控制壳、以及控制器，工作面板上具有温度设定模块和温度显示模块，控制器包括单片机系统、驱动电路和控温组件，其特征是，所述控温组件包括热电制冷片、通过硅脂连接的散热片、以及温度传感器，热电制冷片通过驱动电路连接单片机系统，温度传感器连接单片机系统，所述控温组件连接有恒流源。

2.如权利要求1所述的智能温度控制器，其特征是，所述驱动电路包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、以及电阻；电流源连接第一晶体管的源极、第四晶体管的源极，第一晶体管的漏极连接第三晶体管的漏极和第一电感的一端，第一电感的另一端连接第二电感的一端和通过第一电容接地，第二电感的另一端连接热电制冷片和通过第二电容接地，热电制冷片的另一端连接第三电感的一端和通过第三电容接地，第三电感的另一端连接第四电感的一端和通过第四电感接地，第四电感的另一端连接第四晶体管的漏极和第二晶体管的漏极，第三晶体管的源极和第二晶体管的源极通过电阻接地。

3.如权利要求2所述的智能温度控制器，其特征是，所述第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管的栅极连接单片机系统，接收的信号为PWM信号。

4.如权利要求2所述的智能温度控制器，其特征是，所述第一电容、第二电容、第三电容、第四电容的容值为22微法，所述第一电感、第二电感、第三电感、第四电感的感值为10微亨。

5.如权利要求1所述的智能温度控制器，其特征是，所述工作面板上设置有一层反光布层，所述反光布层贴于工作面板的按键区域。