CN216526914U - 一种多档位温度控制的加热控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种多档位温度控制的加热控制装置，包括：加热电源接口、开关管模块、加热电阻、温度采集模块、触摸屏模块、主控模块、PWM脉冲模块、电流放大模块；所述的加热电源接口、开关管模块、加热电阻依次连接；所述温度采集模块与所述主控模块连接；所述主控模块分别与所述的PWM脉冲模块、触摸屏模块依次连接；所述的PWM脉冲模块、电流放大模块、开关管模块依次连接。本实用新型相对现有技术，能够实现多档位选择、高精度地保持设定温度，是一种低功耗、实用性强的加热控制装置。
Description
技术领域
本实用新型涉及加热控制技术领域，尤其涉及一种多档位温度控制的加热控制装置。
背景技术
在当今社会中，随着科技的发展和技术进步，越来越多领域需要应用到自动恒温加热装置，例如恒温控制电烙铁的铁头温度才能更好的帮助焊接，加热眼罩的恒温控制才能更有利于提高人们的使用体验。这些设备都需要较高精度地保证实际温度控制在一定的温度范围内。
目前主流的加热控制方式有：功率控制加热，由温控器控制输入输出信号，由可控硅调节加热器的加热功率来控制加热系统的加热量。当加热系统的温度值远低于设定值时，则可控硅全功率输出。当加热系统的温度接近设定值时，则可控硅的功率输出量会越来越小。一旦温度达到设定值，可控硅的功率输出量即为零。其优点是控温效果好，适用于一些对温度要求较高的场合，但由于其应用的成本较大，结构较为复杂。应用尚不广泛。
随着人们对高品质生活追求的提高，对于各类加热型小家电产品，如烤箱，电热器等，所要求的可控制档位数量日益增多。由于单片机在设计时端口数量往往被设计的十分有限，使得这些为数不多的I/O口在被用于模拟信号采集、信号输出等功能之后，当需要采集的开关量的数量比较多的时候，很难剩余足够数量的I/O口，来实现按键检测输入用的功能；而增加I/O口扩容的驱动电路或者更换更大封装的单片机，则会增加产品的成本，并且还增加电路板所需要的面积以及设计难度。
因此，如何实现一款低功耗、高精度、实用性强，并且可以多档位选择的加热装置，具有重要的实用意义。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种适用于不同年龄段人群、低功耗、多档位温度控制的加热装置。
本实用新型提出了一种多档位温度控制的加热控制装置，其特征在于，包括：加热电源接口、开关管模块、加热电阻、温度采集模块、触摸屏模块、主控模块、PWM脉冲模块、电流放大模块；
所述的加热电源接口、开关管模块、加热电阻依次连接；
所述温度采集模块与所述主控模块连接；
所述主控模块分别与所述的PWM脉冲模块、触摸屏模块依次连接；
所述的PWM脉冲模块、电流放大模块、开关管模块依次连接；
所述加热电源接口用于输入加热电源，将加热电源传输至所述开关管模块；
所述触摸屏模块用于设定加热档位，将设定的加热档位输出至所述主控模块
所述主控模块用于存储加热档位与占空比的映射表；
所述主控模块结合加热档位与占空比的映射表，将设定的加热档位转换为对应的占空比，将对应的占空比输出至所述PWM脉冲模块；
所述PWM脉冲模块根据对应的占空比生成加热档位的PWM脉冲信号，将加热档位的PWM脉冲信号输出至所述电流放大模块；
所述电流放大模块将加热档位的PWM脉冲信号通过电流放大得到驱动PWM脉冲信号，将驱动PWM脉冲信号输出至所述开关管模块；
所述开关管模块将加热电源根据驱动PWM脉冲信号的控制得到高频脉冲加热电源，将高频脉冲加热电源输出至所述加热电阻进行加热；
所述温度采集模块用于采集环境温度，将环境温度传输至所述主控模块；所述主控模块将环境温度通过所述触摸屏进行显示。
本实用新型相对现有技术，能够实现多档位选择、高精度地保持设定温度，是一种低功耗、实用性强的加热控制装置。
附图说明
图1：是本实用新型的电路模块框图。
图2：是本实用新型的电流放大模块图。
图3：是本实用新型的开关管模块图。
图4：是本实用新型的温度采集模块图。
图5：是本实用新型的PWM脉冲模块图。
图6：是本实用新型的触摸屏模块图。
图7：是本实用新型的主控模块图。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本实用新型作进一步的说明：
请见图1，本实用新型提供一种多档位温度控制的加热控制装置，其特征在于，包括：加热电源接口、开关管模块、加热电阻、温度采集模块、触摸屏模块、主控模块、PWM脉冲模块、电流放大模块；
所述的加热电源接口、开关管模块、加热电阻依次连接；
所述温度采集模块与所述主控模块连接；
所述主控模块分别与所述的PWM脉冲模块、触摸屏模块依次连接；
所述的PWM脉冲模块、电流放大模块、开关管模块依次连接。
所述加热电源接口选型为DGM12100(12V)100AH；
所述开关管模块选型为50N10；
所述加热电阻选型为pt1000铂热电阻；
所述温度采集模块选型为DS18B20；
所述触摸屏模块选型为ADS7843；
所述触摸屏模块选型为台达Delta DOP-B05S111；
所述主控模块选型为STM32F103C8T6；
所述PWM脉冲模块选型为SG3525；
所述电流放大模块选型为LM392P；
下面结合图1至图7介绍本发明的具体实施方式为：
所述加热电源接口用于输入加热电源，将加热电源传输至所述开关管模块；
所述触摸屏模块用于设定加热档位，将设定的加热档位输出至所述主控模块；
所述主控模块用于存储加热档位与占空比的映射表；
所述主控模块结合加热档位与占空比的映射表，将设定的加热档位转换为对应的占空比，将对应的占空比输出至所述PWM脉冲模块；
所述PWM脉冲模块根据对应的占空比生成加热档位的PWM脉冲信号，将加热档位的PWM脉冲信号输出至所述电流放大模块；
所述电流放大模块将加热档位的PWM脉冲信号通过电流放大得到驱动PWM脉冲信号，将驱动PWM脉冲信号输出至所述开关管模块；
所述开关管模块将加热电源根据驱动PWM脉冲信号的控制得到高频脉冲加热电源，将高频脉冲加热电源输出至所述加热电阻进行加热；
所述温度采集模块用于采集环境温度，将环境温度传输至所述主控模块；所述主控模块将环境温度通过所述触摸屏进行显示。
请见图2，本实施例的电流放大模块主要包括单刀双掷开关TS-13P-A1-2-Q、稳压芯片PW6566，所述单刀双掷开关用于控制电路通断，所述稳压芯片实现将5V供电电压转为3.3V。固定7.4V供电电压，由DGM12100(12V)锂电池提供；固定3.3V输出电压。
请见图3，本实施例的开关管模块主要由MOS管电路构成，所述N沟槽MOS管控制加热电路的通断，R2电阻起限流的作用，保护稳压芯片PW6566，防止因灌入过大电流，导致芯片发热严重，甚至损坏所述稳压芯片。而D1二极管是在脉冲下降沿时起到对栅极放电的作用，使场效应管能快速截止，减少功耗。首先导通NMOS管，再为电热丝PT-1000供电，再由单片机输出10KHz的PWM波定频调宽控制MOS管Q2，控制电热丝PT-1000的发热功率。
请见图4，本实施例的温度采集模块所述温度采集模块主要由DS18B20单总线数字温度传感器构成。DS18B20单总线数字温度传感器可以实现数字化的输出和测试，最高12位分辨率，精度可达土0.5摄氏度，检测温度范围为–
55℃～+125℃，温度检测与数字数据输出全集成于一个芯片中。温度传感器DS18B20的3管脚接地，2管脚为数字输入/输出脚需要连接上拉电阻到电源并与单片机的PB12数字端口连接，将采集到的温度送到单片机进行处理，最后控制加热的功率。
请见图5，本实施例的PWM脉冲模块选用的是芯片SG3525AP，SG3525AP是一种性能优良、功能齐全和通用性强的单片集成PWM控制芯片，它简单可靠及使用方便灵活，输出驱动为推拉输出形式，增加了驱动能力；内部含有欠压锁定电路、软启动控制电路、PWM锁存器，有过流保护功能，频率可调，同时能限制最大占空比。芯片SG3525AP经由单片机传输出的信号来控制输出的PWM波占空比，从而达到控制加热温度范围的目的。
请见图6，本实施例的触摸屏模块选用触摸屏接口芯片ADS7843E作为触摸屏接口模块，再将接口电路与触摸屏相连。本实施例中选用触摸屏Delta DOP-B05S100实现手动设定加热档位，并将设定的加热档位输出至所述主控模块。ADS7843是4线电阻触摸屏转换接口芯片。它是一款具有同步串行接口的12位取样模数转换器。在125KHz吞吐速率和2.7V电压下的功耗为750uW，而在关闭模式下的功耗仅为0.5uW。因此ADS7843以其低功耗和高速率等特性，被广泛应用在采用电池供电的小型手持设备上。其DCLK、CS、DIN、DOUT、PENIRQ接口分别与单片机主控芯片STM32F103C8T6的IO接口PB8、PB9、PB10、PB11、PB12相连接，进而实现与单片机交换温度控制数据。
请见图7，所述本实施例的主控模块的主控中心是单片机STM32F103C8T6，其核心功能是根据温度采集电路实时输入的温度，基于PID算法实现PWM波输出，达到控制加热眼罩加热、恒温、停止加热的作用。电容C3、C4、晶体振荡器Y1，电容C5、C6、晶体振荡器Y2分别构成两个时钟电路，与单片机的数字端口PC14、PC15，OSCIN、OSCOUT连接。
以上所述仅是对本实用新型的较佳实例，并非对本实用新型的范围进行限定，故在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型所述的构造、特征及原理所做的等效变化或装饰，均应落入本实用新型申请专利的保护范围内。
Claims (2)
1.一种多档位温度控制的加热控制装置，其特征在于，包括：加热电源接口、开关管模块、加热电阻、温度采集模块、触摸屏模块、主控模块、PWM脉冲模块、电流放大模块；
所述的加热电源接口、开关管模块、加热电阻依次连接；
所述温度采集模块与所述主控模块连接；
所述主控模块分别与所述的PWM脉冲模块、触摸屏模块依次连接；
所述的PWM脉冲模块、电流放大模块、开关管模块依次连接。
2.根据权利要求1所述的多档位温度控制的加热控制装置，其特征在于，所述加热电源接口用于输入加热电源，将加热电源传输至所述开关管模块；
所述触摸屏模块用于设定加热档位，将设定的加热档位输出至所述主控模块；
所述主控模块用于存储加热档位与占空比的映射表；
所述主控模块结合加热档位与占空比的映射表，将设定的加热档位转换为对应的占空比，将对应的占空比输出至所述PWM脉冲模块；
所述PWM脉冲模块根据对应的占空比生成加热档位的PWM脉冲信号，将加热档位的PWM脉冲信号输出至所述电流放大模块；
所述电流放大模块将加热档位的PWM脉冲信号通过电流放大得到驱动PWM脉冲信号，将驱动PWM脉冲信号输出至所述开关管模块；
所述开关管模块将加热电源根据驱动PWM脉冲信号的控制得到高频脉冲加热电源，将高频脉冲加热电源输出至所述加热电阻进行加热；
所述温度采集模块用于采集环境温度，将环境温度传输至所述主控模块；所述主控模块将环境温度通过所述触摸屏模块进行显示。
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