CN212978949U - 一种温控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种温控装置，包括至少一相温控电路以及控制单元；温控电路包括整流单元、取样单元以及温度调节单元；整流单元将交流电压转换为直流电压，并输出至取样单元；取样单元用于对转换后的直流电压进行取样，得到取样信号并将取样信号传送至控制单元；控制单元基于取样信号确定向温度调节单元发送调节信号的时刻，还用于根据获取到的待调节发热管的实际温度和设定温度确定发送调节信号的时长；温度调节单元基于接收到调节信号的时刻和时长调节待调节发热管的工作时间以使待调节发热管达到设定温度。本申请有效避免了使用温度开关直接通断电造成的电网冲击现象，实现了精准调控待调节发热管温度、提高硫化机温度稳定性的技术效果。

Description

一种温控装置

技术领域

本实用新型实施例涉及温度控制技术领域，尤其涉及一种温控装置。

背景技术

传统硫化机温控方式均采用温度开关直接控制加热管通电的方式对加热管进行加热，由于每台硫化机的发热功率都在20KW，温度开关的通断瞬间又会产生极大的冲击电流，因此，采用这种温控方式的硫化机如果数量加大，不仅浪费电力而且会对电网造成冲击，使得电网工作不稳定，影响其他设备的有效运行。

实用新型内容

本实用新型提供一种温控装置，通过控制单元调节待调节发热管的供电时刻和供电时长，有效避免了使用温度开关直接通断电造成的电网冲击现象，实现了精准调控待调节发热管温度、提高硫化机温度稳定性的技术效果。

本实用新型实施例提供了一种温控装置，包括至少一相温控电路以及控制单元；

所述温控电路包括整流单元、取样单元以及温度调节单元；

所述整流单元与所述取样单元电连接，用于将交流电压转换为直流电压，并将转换后的直流电压输出至所述取样单元；

所述取样单元与所述控制单元电连接，用于对转换后的直流电压进行取样，得到取样信号并将所述取样信号传送至所述控制单元；

所述控制单元基于所述取样信号确定向所述温度调节单元发送调节信号的时刻；所述控制单元还用于获取待调节发热管的实际温度和设定温度，并根据所述实际温度和所述设定温度确定发送所述调节信号的时长；

所述温度调节单元与所述控制单元、待调节发热管电连接，用于基于接收到所述调节信号的时刻和时长调节所述待调节发热管的工作时间以使所述待调节发热管达到所述设定温度。

进一步地，所述温度调节单元包括：第一电阻、第二电阻、光耦以及可控硅；

所述第一电阻的第一端与第一电源电连接，所述第一电阻的第二端与所述光耦的第一端电连接；

所述光耦的第二端与所述控制单元电连接，所述光耦的第三端与所述第二电阻的第一端电连接，所述光耦的第四端与一所述待调节发热管电连接；

所述第二电阻的第二端与所述可控硅的第二端电连接；

所述可控硅的第一端与所述光耦的第四端电连接，所述可控硅的第三端与交流电源的相线电连接。

进一步地，所述整流单元包括：整流桥；所述整流桥的第一端与交流电源的相线电连接，所述整流桥的第二端与交流电源的零线电连接，所述整流桥的第三端与所述取样单元电连接，所述整流桥的第四端接地。

进一步地，所述整流单元还包括：第三电阻；所述整流桥的第一端通过所述第三电阻与交流电源的相线电连接。

进一步地，所述取样单元包括：第四电阻、第五电阻、第六电阻以及第一开关管；

所述第四电阻的第一端与第二电源电连接，所述第四电阻的第二端分别与所述第一开关管的第一端、所述控制单元电连接；

所述第一开关管的第二端接地，所述第一开关管的第三端与所述第五电阻的第一端电连接；

所述第五电阻的第二端与所述整流单元电连接；

所述第六电阻的第一端与所述第五电阻的第一端电连接，所述第六电阻的第二端接地。

进一步地，所述第一开关管为NPN型三极管，所述第一开关管的第一端、第二端、第三端分别为NPN型三极管的集电极、发射极、基极。

进一步地，所述控制单元包括单片机；所述单片机包括实际温度引脚以及设定温度引脚；

所述实际温度引脚与温度变送器电连接，用于获取实际温度值；

所述设定温度引脚与硫化机的控制面板电连接，所述控制单元通过所述设定温度引脚获取所述控制面板接收到的所述设定温度。

进一步地，所述温控装置包括三相温控电路；所述单片机包括三个采样引脚以及三个控制引脚；

每个所述采样引脚与一相所述温控电路中的所述取样单元电连接；

每个所述控制引脚与一相所述温控电路中的温度调节单元电连接。

进一步地，所述控制单元还包括第七电阻以及第一电容；

所述第七电阻的第一端与第三电源电连接，所述第七电阻的第二端与所述单片机的电源引脚电连接；

所述第一电容的第一端与所述第七电阻的第二端电连接，所述第一电容的第二端接地。

进一步地，所述控制单元还用于将所述实际温度与所述设定温度的差值与预设温差幅值进行对比，并在对比结果为所述实际温度与所述设定温度的差值小于所述预设温差幅值时，根据预设规则延迟所述调节信号的发送时刻以及减少发送所述调节信号的时长。

本实用新型公开了一种温控装置，包括至少一相温控电路以及控制单元；温控电路包括整流单元、取样单元以及温度调节单元；整流单元用于将交流电压转换为直流电压，并将转换后的直流电压输出至取样单元；取样单元用于对转换后的直流电压进行取样，得到取样信号并将取样信号传送至控制单元；控制单元基于取样信号确定向温度调节单元发送调节信号的时刻；控制单元还用于获取待调节发热管的实际温度和设定温度，并根据实际温度和设定温度确定发送调节信号的时长；温度调节单元基于接收到调节信号的时刻和时长调节待调节发热管的工作时间以使待调节发热管达到设定温度。通过控制单元调节待调节发热管的供电时刻和供电时长，有效避免了使用温度开关直接通断电造成的电网冲击现象，实现了精准调控待调节发热管温度、提高硫化机温度稳定性的技术效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种温控装置的结构图；

图2是本实用新型实施例提供的温度调节单元的电路图；

图3是本实用新型实施例提供的整流单元的电路图；

图4是本实用新型实施例提供的取样单元的电路图；

图5是本实用新型实施例提供的控制单元的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

需要说明的是，本实用新型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。

图1是本实用新型实施例提供的一种温控装置的结构图。

如图1所示，该温控装置包括至少一相温控电路10以及控制单元20；温控电路10包括整流单元11、取样单元12以及温度调节单元13。

整流单元11与取样单元12电连接，用于将交流电压转换为直流电压，并将转换后的直流电压输出至取样单元12；取样单元12与控制单元20电连接，用于对转换后的直流电压进行取样，得到取样信号并将取样信号传送至控制单元20；控制单元20基于取样信号确定向温度调节单元13发送调节信号的时刻；控制单元20还用于获取待调节发热管的实际温度和设定温度，并根据实际温度和设定温度确定发送调节信号的时长；温度调节单元13与控制单元20、待调节发热管电连接，用于基于接收到调节信号的时刻和时长调节待调节发热管的工作时间以使待调节发热管达到设定温度。

可选地，控制单元20还用于将实际温度与设定温度的差值与预设温差幅值进行对比，并在对比结果为实际温度与设定温度的差值小于预设温差幅值时，根据预设规则延迟调节信号的发送时刻以及减少发送调节信号的时长。

具体地，每一相温控电路10中的整流单元11与三相交流电中的一相电压相连接，并将交流电压转换为直流电压，实际上通过示波器观测波形来看，交流电源为一正弦波，将其转换为直流电源之后，正弦波处于零点下方的波形被“斩掉”，再将直流电压输出至取样单元12，取样单元12对直流电压进行取样，即采集直流电压的过零点信号(即上述取样信号)，进而将取样信号送入控制单元20中，以使控制单元20基于取样信号确定向温度调节单元13发送调节信号的时刻，例如，控制单元20控制温度调节单元13在取样信号的信号波形过零点时开启或根据需要在过零点时延迟一段时间开启，该延迟时长可以是2ms等根据待调节发热管需要达到的温度所计算得到的时长。

控制单元20还能够实时获取待调节发热管的实际温度，以及通过操作人员硫化机的控制面板录入的设定温度，通过对比实际温度与设定温度的差值与预设温差幅值，计算得到需要向待调节发热管发送调节信号的时长，例如，当实际温度与设定温度的差值小于预设温差幅值时，则适当延迟调节信号的发送时刻，此时向待调节发热管发送调节信号的时长较短；当实际温度与设定温度的差值大于预设温差幅值时，则在电压过零点时就发送调节信号，此时向待调节发热管发送调节信号的时长较长。

本申请通过控制单元调节待调节发热管的供电时刻和供电时长，有效避免了使用温度开关直接通断电造成的电网冲击现象，实现了精准调控待调节发热管温度、提高硫化机温度稳定性的技术效果。

图2是本实用新型实施例提供的温度调节单元的电路图。

如图2所示提供了U、V、W三相温控电路的温度调节单元13的电路图，为了进行区分，不同相的温度调节单元13中的各器件以“-U”、“-V”、“-W”进行区分，三相温控电路中的温度调节单元13均相同，下面以U相为例进行解释，其他两相不再赘述。

可选地，U相温控电路中的温度调节单元13包括：第一电阻R1-U、第二电阻R2-U、光耦U2-U以及可控硅SC-U；第一电阻R1-U的第一端与第一电源VCC1电连接，第一电源VCC1通常为+5V电压，第一电阻R1-U的第二端与光耦U2-U的第一端电连接；光耦U2-U的第二端与控制单元20电连接，光耦U2-U的第三端与第二电阻R2-U的第一端电连接，光耦U2-U的第四端与一待调节发热管R0电连接；第二电阻R2-U的第二端与可控硅SC-U的第二端电连接；可控硅SC-U的第一端与光耦U2-U的第四端电连接，可控硅SC-U的第三端与交流电源的U相线电连接。

如图2所示，V相温控电路中的温度调节单元13包括：第一电阻R1-V、第二电阻R2-V、光耦U2-V以及可控硅SC-V；第一电阻R1-V的第一端与第一电源VCC1电连接，第一电源VCC1通常为+5V电压，第一电阻R1-V的第二端与光耦U2-V的第一端电连接；光耦U2-V的第二端与控制单元20电连接，光耦U2-V的第三端与第二电阻R2-V的第一端电连接，光耦U2-V的第四端与一待调节发热管R0电连接；第二电阻R2-V的第二端与可控硅SC-V的第二端电连接；可控硅SC-V的第一端与光耦U2-V的第四端电连接，可控硅SC-V的第三端与交流电源的V相线电连接。

W相温控电路中的温度调节单元13包括：第一电阻R1-W、第二电阻R2-W、光耦U2-W以及可控硅SC-W；第一电阻R1-W的第一端与第一电源VCC1电连接，第一电源VCC1通常为+5V电压，第一电阻R1-W的第二端与光耦U2-W的第一端电连接；光耦U2-W的第二端与控制单元20电连接，光耦U2-W的第三端与第二电阻R2-W的第一端电连接，光耦U2-W的第四端与一待调节发热管R0电连接；第二电阻R2-W的第二端与可控硅SC-W的第二端电连接；可控硅SC-W的第一端与光耦U2-W的第四端电连接，可控硅SC-W的第三端与交流电源的W相线电连接。

具体地，以U相为例，控制单元20通过引脚ADJ-U向温度调节单元13发送了调节信号之后，光耦U2-U基于获取到的调节信号开启，则可控硅SC-U导通，电流流至待调节发热管R0-U，使得待调节发热管R0-U的温度开始上升，直至达到设定温度。其中，可控硅SC-U可以选择大功率可控硅BTA41-600B，待调节发热管R0-U可以选择3KW的大功率电阻器。

图3是本实用新型实施例提供的整流单元的电路图。

如图3所示提供了U、V、W三相温控电路的整流单元11的电路图，为了进行区分，不同相的整流单元11中的各器件以“-U”、“-V”、“-W”进行区分，三相温控电路中的整流单元11均相同，下面以U相为例进行解释，其他两相不再赘述。

可选地，U相温控电路中的整流单元11包括：整流桥D1-U；整流桥D1-U的第一端1与交流电源的U相线电连接，整流桥D1-U的第二端2与交流电源的零线N电连接，整流桥D1-U的第三端3与取样单元12电连接，整流桥D1-U的第四端4接地。

可选地，如图3所示，整流单元11还包括：第三电阻R3-U；整流桥D1-U的第一端1通过第三电阻R3-U与交流电源的U相线电连接。

如图3所示，V相温控电路中的整流单元11包括：整流桥D1-V；整流桥D1-V的第一端1与交流电源的V相线电连接，整流桥D1-V的第二端2与交流电源的零线N电连接，整流桥D1-V的第三端3与取样单元12电连接，整流桥D1-V的第四端4接地。整流单元11还包括：第三电阻R3-V；整流桥D1-V的第一端1通过第三电阻R3-V与交流电源的V相线电连接。

如图3所示，W相温控电路中的整流单元11包括：整流桥D1-W；整流桥D1-W的第一端1与交流电源的W相线电连接，整流桥D1-W的第二端2与交流电源的零线N电连接，整流桥D1-W的第三端3与取样单元12电连接，整流桥D1-W的第四端4接地。整流单元11还包括：第三电阻R3-W；整流桥D1-W的第一端1通过第三电阻R3-W与交流电源的W相线电连接。

具体地，以U相为例，整流桥D1-U的第一端和第二端均为输入端，分别与交流电源的U相线、零线N电连接，用于输入交流电压，整流桥D1-U的第三端和第四端均为输出端，将经过整流得到的直流电压通过输出端输出至取样单元12。第三电阻R3-U的作用为限流，避免电流过大烧毁整流桥D1-U。

图4是本实用新型实施例提供的取样单元的电路图。

如图4所示提供了U、V、W三相温控电路的取样单元12的电路图，为了进行区分，不同相的取样单元12中的各器件以“-U”、“-V”、“-W”进行区分，三相温控电路中的取样单元12均相同，下面以U相为例进行解释，其他两相不再赘述。

可选地，U相温控电路中的取样单元12包括：第四电阻R4-U、第五电阻R5-U、第六电阻R6-U以及第一开关管Q1-U；第四电阻R4-U的第一端与第二电源VCC2电连接，第四电阻R4-U的第二端分别与第一开关管Q1-U的第一端1、控制单元20电连接；第一开关管Q1-U的第二端2接地，第一开关管Q1-U的第三端3与第五电阻R5-U的第一端电连接；第五电阻R5-U的第二端与整流单元11电连接；第六电阻R6-U的第一端与第五电阻R5-U的第一端电连接，第六电阻R6-U的第二端接地。

可选地，第一开关管Q1-U为NPN型三极管，第一开关管Q1-U的第一端1、第二端2、第三端3分别为NPN型三极管的集电极、发射极、基极。

如图4所示，V相温控电路中的取样单元12包括：第四电阻R4-V、第五电阻R5-V、第六电阻R6-V以及第一开关管Q1-V；第四电阻R4-V的第一端与第二电源VCC2电连接，第四电阻R4-V的第二端分别与第一开关管Q1-V的第一端1、控制单元20电连接；第一开关管Q1-V的第二端2接地，第一开关管Q1-V的第三端3与第五电阻R5-V的第一端电连接；第五电阻R5-V的第二端与整流单元11电连接；第六电阻R6-V的第一端与第五电阻R5-V的第一端电连接，第六电阻R6-V的第二端接地。第一开关管Q1-V为NPN型三极管，第一开关管Q1-V的第一端1、第二端2、第三端3分别为NPN型三极管的集电极、发射极、基极。

如图4所示，W相温控电路中的取样单元12包括：第四电阻R4-W、第五电阻R5-W、第六电阻R6-W以及第一开关管Q1-W；第四电阻R4-W的第一端与第二电源VCC2电连接，第四电阻R4-W的第二端分别与第一开关管Q1-W的第一端1、控制单元20电连接；第一开关管Q1-W的第二端2接地，第一开关管Q1-W的第三端3与第五电阻R5-W的第一端电连接；第五电阻R5-W的第二端与整流单元11电连接；第六电阻R6-W的第一端与第五电阻R5-W的第一端电连接，第六电阻R6-W的第二端接地。第一开关管Q1-W为NPN型三极管，第一开关管Q1-W的第一端1、第二端2、第三端3分别为NPN型三极管的集电极、发射极、基极。

具体地，参见图3和图4，以U相为例，整流桥D1-U的第三端3的引脚为图3、4中所示的SYN-U引脚，该引脚SYN-U与取样单元12中的第五电阻R5-U的第二端电连接，将整流单元11输出的直流电压送入取样单元12中，第二电源VCC2通常为+5V的电源，当通过引脚SYN-U进入的直流电位高电平时，第一开关管Q1-U导通，向控制单元20的引脚S-U输出一低电平信号，当通过引脚SYN-U进入的直流电位低电平时，第一开关管Q1-U截止，向控制单元20的引脚S-U输出一高电平信号，该高、低电平信号可以看作是“1”、“0”信号，即上述取样信号，并将取样信号通过引脚S-U送入控制单元20中。

图5是本实用新型实施例提供的控制单元的电路图。

可选地，如图5所示，控制单元20包括单片机U1；单片机U1包括实际温度引脚TC以及设定温度引脚21；实际温度引脚TC与温度变送器电连接，用于获取实际温度值；设定温度引脚21与硫化机的控制面板电连接，控制单元20通过设定温度引脚21获取控制面板接收到的设定温度。

具体地，单片机U1可以选取PIC16F873单片机，其设定温度引脚21包括第一设定温度引脚RX和第二设定温度引脚TX，第一设定温度引脚RX和第二设定温度引脚TX均与硫化机的控制面板电连接，用于获取通过控制面板录入的设定温度，实际温度引脚TC与温度变送器相连接，用于实时获取待调节发热管R0的当前温度值，即上述实际温度，温度变送器能够提供标准的0-5V电压值，对应-20℃-300℃的温度值，通过对比实际温度与设定温度的差值，单片机U1可以计算得到需要向待调节发热管发送调节信号的时长，以及通过引脚S-U(以U相为例)获取到的取样信号确定向温度调节单元13发送调节信号的时刻，进而通过引脚ADJ-U(以U相为例)将调解信号送入温度调节单元13中。

可选地，参见图2-图5，温控装置包括U、V、W三相温控电路10；单片机U1包括三个采样引脚S-U、S-V、S-W以及三个控制引脚ADJ-U、ADJ-V、ADJ-W；每个采样引脚与一相温控电路10中的取样单元12电连接；每个控制引脚与一相温控电路中的温度调节单元13电连接。

可选地，如图5所示，控制单元20还包括第七电阻R7以及第一电容C1；

第七电阻R7的第一端与第三电源VCC3电连接，第七电阻R7的第二端与单片机U1的电源引脚MCLR电连接；第一电容C1的第一端与第七电阻R7的第二端电连接，第一电容C1的第二端接地。

具体地，第三电源VCC3通过电源引脚MCLR为单片机U1供电，第三电源VCC3通常为+5V电压，第七电阻R7和第一电容C1的作用为滤波。

在本实用新型实施例中，通过控制单元调节待调节发热管的供电时刻和供电时长，有效避免了使用温度开关直接通断电造成的电网冲击现象，实现了精准调控待调节发热管温度、提高硫化机温度稳定性的技术效果。

在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

最后应说明的是，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种温控装置，其特征在于，包括至少一相温控电路以及控制单元；

所述温控电路包括整流单元、取样单元以及温度调节单元；

所述整流单元与所述取样单元电连接，用于将交流电压转换为直流电压，并将转换后的直流电压输出至所述取样单元；

所述取样单元与所述控制单元电连接，用于对转换后的直流电压进行取样，得到取样信号并将所述取样信号传送至所述控制单元；

所述控制单元基于所述取样信号确定向所述温度调节单元发送调节信号的时刻；所述控制单元还用于获取待调节发热管的实际温度和设定温度，并根据所述实际温度和所述设定温度确定发送所述调节信号的时长；

所述温度调节单元与所述控制单元、待调节发热管电连接，用于基于接收到所述调节信号的时刻和时长调节所述待调节发热管的工作时间以使所述待调节发热管达到所述设定温度。

2.根据权利要求1所述的温控装置，其特征在于，所述温度调节单元包括：第一电阻、第二电阻、光耦以及可控硅；

所述第一电阻的第一端与第一电源电连接，所述第一电阻的第二端与所述光耦的第一端电连接；

所述光耦的第二端与所述控制单元电连接，所述光耦的第三端与所述第二电阻的第一端电连接，所述光耦的第四端与一所述待调节发热管电连接；

所述第二电阻的第二端与所述可控硅的第二端电连接；

所述可控硅的第一端与所述光耦的第四端电连接，所述可控硅的第三端与交流电源的相线电连接。

3.根据权利要求1所述的温控装置，其特征在于，所述整流单元包括：整流桥；

所述整流桥的第一端与交流电源的相线电连接，所述整流桥的第二端与交流电源的零线电连接，所述整流桥的第三端与所述取样单元电连接，所述整流桥的第四端接地。

4.根据权利要求3所述的温控装置，其特征在于，所述整流单元还包括：第三电阻；

所述整流桥的第一端通过所述第三电阻与交流电源的相线电连接。

5.根据权利要求1所述的温控装置，其特征在于，所述取样单元包括：第四电阻、第五电阻、第六电阻以及第一开关管；

所述第四电阻的第一端与第二电源电连接，所述第四电阻的第二端分别与所述第一开关管的第一端、所述控制单元电连接；

所述第一开关管的第二端接地，所述第一开关管的第三端与所述第五电阻的第一端电连接；

所述第五电阻的第二端与所述整流单元电连接；

所述第六电阻的第一端与所述第五电阻的第一端电连接，所述第六电阻的第二端接地。

6.根据权利要求5所述的温控装置，其特征在于，所述第一开关管为NPN型三极管，所述第一开关管的第一端、第二端、第三端分别为NPN型三极管的集电极、发射极、基极。

7.根据权利要求1所述的温控装置，其特征在于，所述控制单元包括单片机；所述单片机包括实际温度引脚以及设定温度引脚；

所述实际温度引脚与温度变送器电连接，用于获取实际温度值；

所述设定温度引脚与硫化机的控制面板电连接，所述控制单元通过所述设定温度引脚获取所述控制面板接收到的所述设定温度。

8.根据权利要求7所述的温控装置，其特征在于，所述温控装置包括三相温控电路；所述单片机包括三个采样引脚以及三个控制引脚；

每个所述采样引脚与一相所述温控电路中的所述取样单元电连接；

每个所述控制引脚与一相所述温控电路中的温度调节单元电连接。

9.根据权利要求7所述的温控装置，其特征在于，所述控制单元还包括第七电阻以及第一电容；

所述第七电阻的第一端与第三电源电连接，所述第七电阻的第二端与所述单片机的电源引脚电连接；

所述第一电容的第一端与所述第七电阻的第二端电连接，所述第一电容的第二端接地。

10.根据权利要求1所述的温控装置，其特征在于，所述控制单元还用于将所述实际温度与所述设定温度的差值与预设温差幅值进行对比，并在对比结果为所述实际温度与所述设定温度的差值小于所述预设温差幅值时，根据预设规则延迟所述调节信号的发送时刻以及减少发送所述调节信号的时长。

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