CN217303270U - 一种基于数字电源管理系统双极性热电冷却温度控制器 - Google Patents
一种基于数字电源管理系统双极性热电冷却温度控制器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种基于数字电源管理系统双极性热电冷却温度控制器，其技术方案是：包括MCU控制芯片，所述MCU控制芯片连接端设有逻辑驱动电路模块，所述MCU控制芯片连接端设有温度采集芯片模块，所述温度采集芯片模块连接端设有温度传感器，所述温度传感器连接端设有TEC温度控制器模块，所述MCU控制芯片连接端设有电压电流跟随模块，有益效果是：有着高效的输出转换效率、低发热量、低纹波，可以有效缩小各功率元器件的体积，从而减小产品尺寸，提高使用灵活性，电压与电流监控采用MCU内部ADC，高速采样的数据通过优化的PID算法可以有效的对输出电压和电流进行调整，达到理想的输出效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及热电冷却器技术领域，具体涉及一种基于数字电源管理系统双极性热电冷却温度控制器。
背景技术
温控器，根据工作环境的温度变化，在开关内部发生物理形变，从而产生某些特殊效应，产生导通或者断开动作的一系列自动控制元件，或者电子元件在不同温度下，工作状态的不同原理来给电路提供温度数据，以供电路采集温度数据，
现有的市面上大部分的热电冷却器(简称TEC)的控制器大部分都是采用继电器作为极性切换(即制热或制冷)，输出电压不是直流电，温度控制存在死区，温度检测部分采用mcu内部的adc。精度、分辨率和线性度较差。所以导致温度控制精度误差比较大及不稳定。
实用新型内容
为此，本实用新型提供一种基于数字电源管理系统双极性热电冷却温度控制器，以解决输出电压不是直流电，温度控制存在死区，温度检测部分采用mcu 内部的adc。精度、分辨率和线性度较差。所以导致温度控制精度误差比较大及不稳定的问题。
为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于数字电源管理系统双极性热电冷却温度控制器，包括MCU控制芯片，所述MCU控制芯片连接端设有逻辑驱动电路模块，所述MCU控制芯片连接端设有温度采集芯片模块，所述温度采集芯片模块连接端设有温度传感器，所述温度传感器连接端设有TEC 温度控制器模块，所述MCU控制芯片连接端设有电压电流跟随模块。
优选的，所述MCU控制芯片与逻辑驱动电路模块电性连接。
优选的，所述MCU控制芯片与温度采集芯片模块电性连接。
优选的，所述MCU控制芯片与电压电流跟随模块电性连接。
优选的，所述温度采集芯片模块与温度传感器电性连接。
优选的，所述温度传感器与TEC温度控制器模块电性连接。
本实用新型实施例具有如下优点：
1、有着高效的输出转换效率、低发热量、低纹波，可以有效缩小各功率元器件的体积，从而减小产品尺寸，提高使用灵活性，电压与电流监控采用MCU 内部ADC，高速采样的数据通过优化的PID算法可以有效的对输出电压和电流进行调整，达到理想的输出效果；
2、输出极性切换频率较高、无噪声、直流可调电压输出，输出电压电流完全可控，可任意设定最大的输出限制，更好的保护TEC，温度检测精度±0.1℃，分辨率达±0.001℃，控温相对稳定度±0.001℃，H桥的驱动电路与电源管理控制算法，H桥驱动电路能够在0-100％PWM控制范围，并能够承受最高1000kmhz 开关频率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本实用新型提供的整体结构示意图。
图中：1MCU控制芯片、2逻辑驱动电路模块、3电压电流跟随模块、4TEC 温度控制器模块、5温度采集芯片模块、6温度传感器。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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。
参照附图1，本实用新型提供的一种基于数字电源管理系统双极性热电冷却温度控制器，包括MCU控制芯片1，其特征在于：所述MCU控制芯片1连接端设有逻辑驱动电路模块2，所述MCU控制芯片1连接端设有温度采集芯片模块5，所述温度采集芯片模块5连接端设有温度传感器6，所述温度传感器6连接端设有TEC温度控制器模块4，所述MCU控制芯片1连接端设有电压电流跟随模块3，所述MCU控制芯片1与逻辑驱动电路模块2电性连接，所述MCU控制芯片1与温度采集芯片模块5电性连接，所述MCU控制芯片1与电压电流跟随模块3电性连接，所述温度采集芯片模块5与温度传感器6电性连接，所述温度传感器6 与TEC温度控制器模块4电性连接；
本实施方案中，输出控制部分原理是通过MCU控制芯片1产生20-1000k频率的PWM输出，电压电流跟随模块3控制由H桥组成的buck双向电路，产生可调直流电压输出，再经过MCU控制芯片1的内部高速ADC获取实际的输出电压电流组成闭环控制；温度控制部分，MCU控制芯片1通过SPI定时读取温度采集芯片模块5的实时温度数据，当收到指令启动设定温度后，系统会经过三级PID 算法串级输出，第一级PID为电压控制算法，第二级为电流控制算法，前两级主要是根据不同的负载类型设定最高的输出限制，第三级为PID温度控制算法，根据温度传感器6和TEC温度控制器模块4实时检测的温度与设定的温度进行 PID运算，得出实际PWM控制值，通过逻辑驱动电路模块2实时调整输出电压，使得温度控制在设定的范围内，MCU控制芯片1是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，MCU控制芯片1型号设置为EFM8BB51F8G-C-QFN20 QFN20，温度采集芯片模块5为仪表的数据采集前端，负责对外各个各模块采用数字化接口与控制器I/O端口连接，将参数测量转换结果传送到控制器，温度采集芯片模块5型号设置为MAX197BCAI，温度传感器6 指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器，温度传感器6型号设置为HM1520。
本实用新型的使用过程如下：在使用本实用新型时，通信控制部分采用 RS485总线的磁隔离方案，能够有效的与其它控制模块相互隔离不受干扰，并可以通过一台主机控制多个从机，能够有效的提高产品使用范围；
输出控制部分原理是通过MCU控制芯片1产生20-1000k频率的PWM输出，电压电流跟随模块3控制由H桥组成的buck双向电路，产生可调直流电压输出，再经过MCU控制芯片1的内部高速ADC获取实际的输出电压电流组成闭环控制；
温度控制部分，MCU控制芯片1通过SPI定时读取温度采集芯片模块5的实时温度数据，当收到指令启动设定温度后，系统会经过三级PID算法串级输出，第一级PID为电压控制算法，第二级为电流控制算法，前两级主要是根据不同的负载类型设定最高的输出限制，第三级为PID温度控制算法，根据温度传感器6和TEC温度控制器模块4实时检测的温度与设定的温度进行PID运算，得出实际PWM控制值，通过逻辑驱动电路模块2实时调整输出电压，使得温度控制在设定的范围内。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案对本实用新型加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本实用新型的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本实用新型要求保护的范围。
Claims (6)
1.一种基于数字电源管理系统双极性热电冷却温度控制器，包括MCU控制芯片(1)，其特征在于：所述MCU控制芯片(1)连接端设有逻辑驱动电路模块(2)，所述MCU控制芯片(1)连接端设有温度采集芯片模块(5)，所述温度采集芯片模块(5)连接端设有温度传感器(6)，所述温度传感器(6)连接端设有TEC温度控制器模块(4)，所述MCU控制芯片(1)连接端设有电压电流跟随模块(3)。
2.根据权利要求1所述的一种基于数字电源管理系统双极性热电冷却温度控制器，其特征在于：所述MCU控制芯片(1)与逻辑驱动电路模块(2)电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于数字电源管理系统双极性热电冷却温度控制器，其特征在于：所述MCU控制芯片(1)与温度采集芯片模块(5)电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于数字电源管理系统双极性热电冷却温度控制器，其特征在于：所述MCU控制芯片(1)与电压电流跟随模块(3)电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于数字电源管理系统双极性热电冷却温度控制器，其特征在于：所述温度采集芯片模块(5)与温度传感器(6)电性连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于数字电源管理系统双极性热电冷却温度控制器，其特征在于：所述温度传感器(6)与TEC温度控制器模块(4)电性连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202220476342.0U CN217303270U (zh) | 2022-03-07 | 2022-03-07 | 一种基于数字电源管理系统双极性热电冷却温度控制器 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202220476342.0U CN217303270U (zh) | 2022-03-07 | 2022-03-07 | 一种基于数字电源管理系统双极性热电冷却温度控制器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN217303270U true CN217303270U (zh) | 2022-08-26 |
Family
ID=82933725
Family Applications (1)
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| CN202220476342.0U Active CN217303270U (zh) | 2022-03-07 | 2022-03-07 | 一种基于数字电源管理系统双极性热电冷却温度控制器 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN217303270U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116048156A (zh) * | 2023-01-10 | 2023-05-02 | 江苏三联生物工程股份有限公司 | 一种电化学发光检测装置双向控温系统 |
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2022
- 2022-03-07 CN CN202220476342.0U patent/CN217303270U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116048156A (zh) * | 2023-01-10 | 2023-05-02 | 江苏三联生物工程股份有限公司 | 一种电化学发光检测装置双向控温系统 |
| CN116048156B (zh) * | 2023-01-10 | 2024-01-30 | 江苏三联生物工程股份有限公司 | 一种电化学发光检测装置双向控温系统 |
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