本發(fā)明涉及一種恒溫控制系統(tǒng)，具體是一種基于半導(dǎo)體制冷技術(shù)的恒溫控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

溫控電路是日常生活中常見(jiàn)的控溫裝置，從熱水器、電飯鍋到電磁爐、電熱水壺，內(nèi)部都設(shè)有溫控電路，在工業(yè)生產(chǎn)中也占有極其重要的地位，例如液壓系統(tǒng)中油溫的控制，液壓系統(tǒng)是工業(yè)控制領(lǐng)域最常用的壓力設(shè)備，其內(nèi)部的液壓油溫直接關(guān)系到整個(gè)液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性，因此液壓油溫要求控制在恒溫狀態(tài)，但是現(xiàn)有的溫控電路內(nèi)部大多結(jié)構(gòu)復(fù)雜，穩(wěn)定性較差，其控制精度低。

同時(shí)現(xiàn)有的溫控電路大多只具有加熱功能，當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)只能通過(guò)環(huán)境溫度來(lái)降溫，從而達(dá)到恒溫的目的，環(huán)境降溫速度很慢，且效果不理想，因此這類溫控電路的使用范圍有限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于半導(dǎo)體制冷技術(shù)的恒溫控制系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種基于半導(dǎo)體制冷技術(shù)的恒溫控制系統(tǒng)，包括上位機(jī)，用于加熱器、制冷片及箱內(nèi)箱外溫度的檢測(cè),擔(dān)負(fù)主要的控制任務(wù)，下位機(jī)，用于負(fù)責(zé)對(duì)主控制器工作情況的監(jiān)控及電源供電電壓的監(jiān)視，信息采集模塊，用于采集環(huán)境溫度信息并傳輸給上位機(jī)，所述信息采集模塊的信號(hào)輸出端連接上位機(jī)，上位機(jī)還通過(guò)i/o端口連接下位機(jī)，上位機(jī)與下位機(jī)共同連接在邏輯控制模塊的信號(hào)輸入端，所述邏輯控制模塊的輸出端通過(guò)光耦隔離模塊連接加熱模塊、制冷模塊和風(fēng)扇，所述下位機(jī)上還連接有智能電源和存儲(chǔ)器，智能電源包括變壓器w、三端穩(wěn)壓器集成芯片ic1、三極管v1、喇叭b和蓄電池e，所述變壓器w的繞組n1的兩端分別連接220v交流電的兩端，變壓器w的繞組n2的一端連接整流橋t的電壓輸入端口1和瞬態(tài)電壓抑制二極管dw，變壓器w的繞組n2的另一端連接整流橋t的電壓輸入端口3和瞬態(tài)電壓抑制二極管dw的另一端，整流橋t的電壓輸出端口2分別連接三端穩(wěn)壓集成芯片ic1的電壓輸入端口1和電容c1，三端穩(wěn)壓集成芯片ic1的電壓輸出端口3分別連接電阻r1和二極管d1的陽(yáng)極，二極管d1的陰極連接電阻r2、蓄電池e的正極和電壓輸出端口，電阻r1的另一端連接三極管v1的基極，三極管v1的發(fā)射極連接電阻r2的另一端，三極管v1的集電極連接二極管d2的陽(yáng)極，蓄電池e的負(fù)極連接二極管d2的陰極、電容c1的另一端和整流橋t的負(fù)電壓輸出端口4，所述光耦隔離模塊內(nèi)部包含3組光耦隔離電路，3組光耦隔離電路結(jié)構(gòu)相同，光耦隔離電路包括光耦隔離芯片u1和電阻r1，所述光耦隔離芯片u1內(nèi)部發(fā)光二極管的陽(yáng)極連接輸入信號(hào)in，光耦隔離芯片u1內(nèi)部發(fā)光二極管的陰極接地，光耦隔離芯片u1內(nèi)部光敏三極管的集電極連接5v直流電，光耦隔離芯片u1內(nèi)部光敏三極管的發(fā)射極連接電阻r3和輸出信號(hào)out，電阻r3的另一端接地，所述輸入芯片in來(lái)自于邏輯控制模塊，所述輸出信號(hào)out連接加熱模塊、制冷模塊和風(fēng)扇模塊中的一個(gè)。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述上位機(jī)上連接有電壓檢測(cè)器。

作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述電壓檢測(cè)器的型號(hào)為max707。

作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述二極管d2為發(fā)光二極管。

作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述光耦隔離芯片u1的型號(hào)為4n25。

作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述加熱模塊為電熱管，制冷模塊為半導(dǎo)體制冷塊。

作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述邏輯控制模塊為與門(mén)。

作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述上位機(jī)的型號(hào)為at89s52，下位機(jī)的型號(hào)為at89c2051。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明基于半導(dǎo)體制冷技術(shù)的恒溫控制系統(tǒng)通過(guò)電熱管和半導(dǎo)體制冷塊實(shí)現(xiàn)了加熱和降溫雙重功能，同時(shí)本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)作為主控元件和從控元件，主控元件負(fù)責(zé)加熱器、制冷片及箱內(nèi)箱外溫度的檢測(cè),擔(dān)負(fù)主要的控制任務(wù)。主控元件選at89s52單片機(jī),內(nèi)含看門(mén)狗定時(shí)器,在芯片外加max707作為電源監(jiān)控電路；除可以向主控元件提供可靠的復(fù)位信號(hào)以外,還可以檢測(cè)掉電中斷申請(qǐng)信號(hào),當(dāng)?shù)綦姲l(fā)生時(shí)及時(shí)保存現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，從控元件選at89c2051,主要負(fù)責(zé)對(duì)主控元件工作情況的監(jiān)控及電源供電電壓的監(jiān)視。當(dāng)?shù)綦姮F(xiàn)象發(fā)生時(shí)，at89c2051內(nèi)的電壓比較器會(huì)檢測(cè)到這種變化,并由后備電池供電，為防止高電壓強(qiáng)電流對(duì)弱電部分的干擾,主控制器產(chǎn)生的控制信號(hào)都經(jīng)過(guò)光電隔離送向驅(qū)動(dòng)電路,以提高系統(tǒng)的可靠性，因此系統(tǒng)具有功能多樣、性能穩(wěn)定和智能程度高的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為一種基于半導(dǎo)體制冷技術(shù)的恒溫控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為智能電源的電路圖；

圖3為光耦隔離模塊的電路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本專利的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。

請(qǐng)參閱圖1-3，一種基于半導(dǎo)體制冷技術(shù)的恒溫控制系統(tǒng)，包括上位機(jī)，用于加熱器、制冷片及箱內(nèi)箱外溫度的檢測(cè),擔(dān)負(fù)主要的控制任務(wù)，下位機(jī)，用于負(fù)責(zé)對(duì)主控制器工作情況的監(jiān)控及電源供電電壓的監(jiān)視，信息采集模塊，用于采集環(huán)境溫度信息并傳輸給上位機(jī)，所述信息采集模塊的信號(hào)輸出端連接上位機(jī)，上位機(jī)還通過(guò)i/o端口連接下位機(jī)，上位機(jī)與下位機(jī)共同連接在邏輯控制模塊的信號(hào)輸入端，所述邏輯控制模塊的輸出端通過(guò)光耦隔離模塊連接加熱模塊、制冷模塊和風(fēng)扇，所述下位機(jī)上還連接有智能電源和存儲(chǔ)器。

上位機(jī)上連接有電壓檢測(cè)器。電壓檢測(cè)器的型號(hào)為max707。

智能電源包括變壓器w、三端穩(wěn)壓器集成芯片ic1、三極管v1、喇叭b和蓄電池e，所述變壓器w的繞組n1的兩端分別連接220v交流電的兩端，變壓器w的繞組n2的一端連接整流橋t的電壓輸入端口1和瞬態(tài)電壓抑制二極管dw，變壓器w的繞組n2的另一端連接整流橋t的電壓輸入端口3和瞬態(tài)電壓抑制二極管dw的另一端，整流橋t的電壓輸出端口2分別連接三端穩(wěn)壓集成芯片ic1的電壓輸入端口1和電容c1，三端穩(wěn)壓集成芯片ic1的電壓輸出端口3分別連接電阻r1和二極管d1的陽(yáng)極，二極管d1的陰極連接電阻r2、蓄電池e的正極和電壓輸出端口，電阻r1的另一端連接三極管v1的基極，三極管v1的發(fā)射極連接電阻r2的另一端，三極管v1的集電極連接二極管d2的陽(yáng)極，蓄電池e的負(fù)極連接二極管d2的陰極、電容c1的另一端和整流橋t的負(fù)電壓輸出端口4。

二極管d2為發(fā)光二極管。

光耦隔離模塊內(nèi)部包含3組光耦隔離電路，3組光耦隔離電路結(jié)構(gòu)相同，光耦隔離電路包括光耦隔離芯片u1和電阻r1，所述光耦隔離芯片u1內(nèi)部發(fā)光二極管的陽(yáng)極連接輸入信號(hào)in，光耦隔離芯片u1內(nèi)部發(fā)光二極管的陰極接地，光耦隔離芯片u1內(nèi)部光敏三極管的集電極連接5v直流電，光耦隔離芯片u1內(nèi)部光敏三極管的發(fā)射極連接電阻r3和輸出信號(hào)out，電阻r3的另一端接地，所述輸入芯片in來(lái)自于邏輯控制模塊，所述輸出信號(hào)out連接加熱模塊、制冷模塊和風(fēng)扇模塊中的一個(gè)。

光耦隔離芯片u1的型號(hào)為4n25。加熱模塊為電熱管，制冷模塊為半導(dǎo)體制冷塊。邏輯控制模塊為與門(mén)。上位機(jī)的型號(hào)為at89s52，下位機(jī)的型號(hào)為at89c2051。

本發(fā)明的工作原理是：主控制器負(fù)責(zé)加熱器、制冷片及箱內(nèi)箱外溫度的檢測(cè),擔(dān)負(fù)主要的控制任務(wù)。主控制器選at89s52單片機(jī),內(nèi)含看門(mén)狗定時(shí)器,在芯片外加max707作為電源監(jiān)控電路；除可以向主控制器提供可靠的復(fù)位信號(hào)以外,還可以檢測(cè)掉電中斷申請(qǐng)信號(hào),當(dāng)?shù)綦姲l(fā)生時(shí)及時(shí)保存現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。加熱棒使用交流220v供電,制冷片采用15v直流穩(wěn)壓電源供電。為防止高電壓強(qiáng)電流對(duì)弱電部分的干擾,主控制器產(chǎn)生的控制信號(hào)都經(jīng)過(guò)光電隔離送向驅(qū)動(dòng)電路,以提高系統(tǒng)的可靠性。

從控制器選at89c2051,主要負(fù)責(zé)對(duì)主控制器工作情況的監(jiān)控及電源供電電壓的監(jiān)視。當(dāng)?shù)綦姮F(xiàn)象發(fā)生時(shí),at89c2051內(nèi)的電壓比較器會(huì)檢測(cè)到這種變化,并由后備電池供電。

主從控制器之間的監(jiān)控是相互的。主從控制器通過(guò)它們之間的i/o端口進(jìn)行信息交互,彼此監(jiān)視對(duì)方的工作狀態(tài),并采取相應(yīng)的處置措施,保證系統(tǒng)對(duì)外操作的安全。

智能電源的具體電路如圖2所示，電路中的電源部分由變壓器w、瞬態(tài)電壓抑制二極管dw和整流橋t組成，220v市電經(jīng)過(guò)變壓器w降壓后，再進(jìn)入整理橋t中進(jìn)行整流，電路中的瞬態(tài)電壓抑制二極管dw能夠消除市電尖峰電壓，從整流橋t的端口2輸出的電壓經(jīng)過(guò)電容c1濾波和三端穩(wěn)壓集成芯片ic1穩(wěn)壓后電路供電，電壓經(jīng)過(guò)二極管d1后給蓄電池e充電，同時(shí)電壓經(jīng)過(guò)電阻r1后加在pnp三極管v1的基極，因此三極管v1不導(dǎo)通，電壓還給負(fù)載供電，遇到市電斷電時(shí)，蓄電池e一方面給負(fù)載供電，另一方面經(jīng)過(guò)電阻r2給三極管v1供電，此時(shí)三極管v1的基極無(wú)電壓，因此v1導(dǎo)通，發(fā)光二極管d2點(diǎn)亮作為掉電指示。

光耦隔離模塊的具體電路如圖3所示，當(dāng)in端口無(wú)信號(hào)輸出時(shí)，光耦隔離芯片u1的內(nèi)部發(fā)光二極管不點(diǎn)亮，其內(nèi)部的光敏三極管也不導(dǎo)通，輸出端口out無(wú)信號(hào)輸出，當(dāng)in端口有信號(hào)輸出時(shí)，光耦隔離芯片u1的內(nèi)部發(fā)光二極管點(diǎn)亮，其內(nèi)部的光敏三極管也隨之導(dǎo)通，輸出端口out輸出控制信號(hào)，控制加熱模塊、制冷模塊或風(fēng)扇的開(kāi)啟。風(fēng)扇是為了能夠?qū)⒓訜崮K和制冷模塊的熱量和冷氣更好的擴(kuò)散。

上面對(duì)本專利的較佳實(shí)施方式作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本專利并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本專利宗旨的前提下做出各種變化。