[发明专利]一种直流加热器具测温系统

摘要

本发明提出了一种直流加热器具测温系统，包括微控制器、驱动电路、负载、电桥采样放大电路和ADC模块，所述微控制器向所述驱动电路发送开关信号，所述驱动电路接收到所述开关信号后，相应控制所述负载的状态，所述电桥采样放大电路与所述负载连接、用于对所述电桥采样放大电路中与所述负载对应的两个镜像节点进行采样并对两个所述镜像节点的电压差进行放大，所述ADC模块接收所述电桥采样放大电路输出的放大信号，并对所述放大信号进行模数转换，所述微控制器接收ADC模块输出的数字信号，并调整相应的功率目标。实施本发明的直流加热器具测温系统，具有以下有益效果能全面检测加热器具的整体温度情况、能安全控制加热器具的工作状态。

主权项

一种直流加热器具测温系统，其特征在于，包括微控制器、驱动电路、负载、电桥采样放大电路和ADC模块，所述微控制器向所述驱动电路发送开关信号，所述驱动电路接收到所述开关信号后，相应控制所述负载的状态，所述电桥采样放大电路与所述负载连接、用于对所述电桥采样放大电路中与所述负载对应的两个镜像节点进行采样并对两个所述镜像节点的电压差进行放大，所述ADC模块接收所述电桥采样放大电路输出的放大信号，并对所述放大信号进行模数转换，所述微控制器接收所述ADC模块输出的数字信号，并调整相应的功率目标；所述驱动电路包括三极管、MOS管和第四电阻，所述三极管的基极接收所述开关信号或PWM波形，所述三极管的集电极分别与所述第四电阻的一端和MOS管的栅极连接，所述三极管的发射极接地，所述MOS管的源极与所述第四电阻的另一端连接，所述MOS管的漏极与所述负载的一端连接；所述电桥采样放大电路包括电桥采样电路和电压差放大电路，所述电桥采样电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和镜像节点电阻，所述第一二极管的阳极与所述第二二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极通过所述第一电阻与所述镜像节点电阻的一端连接，所述第二二极管的阴极通过所述第二电阻与所述镜像节点电阻的另一端连接，所述第三二极管的阳极与所述镜像节点电阻的另一端连接，所述第三二极管的阴极通过所述第三电阻接地，所述第四二极管的阳极与所述镜像节点电阻的一端连接，所述第四二极管的阴极分别与所述负载的一端及MOS管的漏极连接，所述镜像节点电阻的两端分别与所述电压差放大电路的两个输入端连接；所述电压差放大电路包括集成运算放大器、第一节点电阻、第二节点电阻、第三节点电阻和第四节点电阻，所述第一节点电阻的一端与所述镜像节点电阻的一端连接，所述第一节点电阻的另一端与所述集成运算放大器的反相输入端连接，所述第一节点电阻的另一端还通过所述第三节点电阻与所述集成运算放大器的输出端连接，所述第二节点电阻的一端与所述镜像节点电阻的另一端连接，所述第二节点电阻的另一端分别与所述第四节点电阻的一端和集成运算放大器的同相输入端连接，所述第四节点电阻的另一端接地；将驱动电路、负载和电桥采样放大电路做成一体；节点a和节点b互为镜像，也就是上述提到的两个镜像节点，节点c是电桥采样电路的采样用电源，节点d是负载的驱动电源，节点c的电压远低于节点d的电压，节点e是PWM波形的输入节点，第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管均为高速恢复整流二极管；电桥采样放大电路的功能是在电路中不断采样负载对应的节点a和节点a所对应的镜像节点b的电压状况，并将节点a和节点b的电压相减后进行放大；三极管的基极与节点e连接，MOS管的源极与节点d连接，通过MOS管开关的切换来完成负载工作和负载测量这两个动作；节点f输出节点a与节点b的电压差并予以放大；电路在运行中，节点f的输出会根据PWM波形在A阶段还是B阶段而发生变化，在A阶段过程中，MOS管处于工作状态，负载负责加热，在B阶段过程中，MOS管处于关断状态，电桥采样电路处于工作状态，这时候采样节点f的电压就是需要采样的电压，微控制器根据PWM波形目前的同步状态，在B阶段控制ADC模块进行采样，从而得到目前负载的电阻情况，然后再根据实验标注，就将节点f的采样信息数值对应到负载目前的温度；微控制器不断的短时间关断负载的驱动电路，然后在关断的瞬间完成采样，来获得负载目前状态下的电阻，从而得到负载目前的温度；两个所述镜像节点中，其中一个节点为所述第一电阻、镜像节点电阻和第四二极管连接的节点，另一个节点为所述第二电阻、镜像节点电阻和第三二极管连接的节点。