温度控制电路的制作方法

1.本实用新型涉及印制板温度控制领域，具体涉及一种温度控制电路。


背景技术：

2.加热控制装置是加热过程中控制温度的装置，由于不同场景要求加热的温度不同，电压的波动也影响加热的温度。为了保证产品的质量，提高效率,所以加热装置一般都装有温度控制装置。现有技术中，一般采用pi加热膜、发热丝、石墨烯等材料作为发热材料，外加ntc作为温度传感器。其中发热丝与石墨烯所做的发热材料一般都与温度传感器分离，如果安装接触不良，会导致温度检测异常而超温，而pi加热膜所做的发热材料虽然可以将温度传感器安装到发热材料上，但这种工艺一般需要更好的材料和更多的工艺流程，其焊接一般需要采用酸性助焊剂，该助焊剂有一定的导电性，焊接后需要清洗，才能保证产品的可靠性。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种温度控制电路，极大地简化了电路结构，同时提高了温度控制的稳定性与可靠性。
4.本实用新型采取如下技术方案实现上述目的，温度控制电路，用于对印制板进行温度控制，包括电源模块、开关模块、恒流源模块、发热模块、以及控制模块，所述开关模块分别与电源模块、恒流源模块以及控制模块连接，所述发热模块分别与恒流源模块以及控制模块连接；所述控制模块通过对开关模块进行控制，接通恒流源模块的电源输入，所述恒流源模块输出恒定电流对发热模块进行加热；所述控制模块采集发热模块的电压并与设置的阈值电压进行比较，根据比较结果对开关模块进行实时控制，调节温度，所述发热模块为印制板本体。
5.进一步的是，所述温度控制电路还包括滤波模块，所述滤波模块分别与发热模块以及控制模块连接，所述滤波模块用于对发热模块产生的电压信号进行处理，实现了对控制模块的保护。
6.进一步的是，所述开关模块包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第一电阻以及第三电阻，第一开关与第四开关为mos管，第二开关与第三开关为三极管，电源模块通过第一电阻与第二开关的集电极连接，第二开关的发射极接地，第二开关的基极与控制模块的第一开关控制引脚连接；电源模块与第一开关的源极连接，第一开关的漏极与控制模块连接，第一开关的栅极与第二开关的集电极连接；电源模块通过第三电阻与第三开关的集电极连接，第三开关的发射极接地，第三开关的基极与控制模块的第二开关引脚连接；电源模块还与第四开关的源极连接，第四开关的漏极与恒流源模块连接，第四开关的栅极与第三开关的集电极连接。
7.进一步的是，所述开关模块还包括第二电阻，所述第二电阻连接在第一开关的栅极与第二开关的集电极之间。
8.进一步的是，所述开关模块还包括第四电阻，所述第四电阻连接在第四开关的栅极与第三开关的集电极之间。
9.进一步的是，所述恒流源模块包括第五开关以及恒压芯片，第五开关为三极管，第五开关的集电极与第四开关的漏极连接，第五开关的发射极分别与滤波模块以及与恒压芯片的参考电压引脚连接，恒压芯片的输入引脚与第五开关的基极连接，恒压芯片的输出引脚与滤波模块连接。
10.进一步的是，所述恒流源模块还包括第六电阻，所述第六电阻连接在第五开关的发射极与滤波模块之间。
11.进一步的是，所述恒流源模块还包括第七电阻，所述第七电阻连接在第五开关集电极与基极之间。
12.进一步的是，所述滤波模块包括第五电阻、第一二极管、第二二极管以及第一电容，恒流源模块通过第五电阻与控制模块的ad引脚连接，第二二极管的阳极与控制模块的接地引脚连接，第二二极管的阴极与控制模块的ad引脚连接，第一二极管的阳极与控制模块的ad引脚连接，第一二极管的阴极与控制模块的电源引脚连接，第一电容连接在控制模块的ad引脚与接地引脚之间。
13.本实用新型不增加额外的发热模块，即不采用pi加热膜、发热丝或石墨烯作为发热模块，外加温度传感器的方案，而是直接采用印制板本体作为发热模块，利用印制板本体发热并采集印制板本体自身电阻的方式可以减少连接线的数量，简化电路结构，同时也避免了其它加热装置以及温度传感器安装不可靠的风险。
附图说明
14.图1是本实用新型实施例提供的温度控制电路结构框图。
15.图2是本实用新型实施例提供的温度控制电路图。
16.附图中，101为恒流源模块，102为发热模块。
具体实施方式
17.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。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。
18.本实用新型温度控制电路，用于对印制板进行温度控制，如图1、图2所示，包括电源模块vcc、开关模块、恒流源模块101、发热模块102、以及控制模块mcu，所述开关模块分别与电源模块vcc、恒流源模块101以及控制模块mcu连接，所述发热模块102分别与恒流源模块101以及控制模块mcu连接；所述控制模块mcu通过对开关模块进行控制，接通恒流源模块101的电源输入vcc，所述恒流源模块输出恒定电流对发热模块102进行加热；所述控制模块mcu采集发热模块102的电压并与设置的阈值电压进行比较，根据比较结果对开关模块进行实时控制，调节温度，所述发热模块为印制板本体。
19.为了实现对控制模块的保护，温度控制电路还包括滤波模块，所述滤波模块分别
与发热模块102以及控制模块mcu连接，所述滤波模块用于对发热模块产生的电压进行处理。
20.在本实用新型的一种实施例中，如图2所示，开关模块包括第一开关q1、第二开关q2、第三开关q3、第四开关q4、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3以及第四电阻r4，第一开关q1与第四开关q4为mos管，第二开关q2与第三开关q3为三极管，电源模块vcc通过第一电阻r1以及第二电阻r2与第二开关q2的集电极连接，第二开关q2的发射极接地，第二开关q2的基极与控制模块mcu的第一开关引脚hot连接；电源模块vcc与第一开关q1的源极连接，第一开关q1的漏极与控制模块mcu连接，第一开关q1的栅极通过第二电阻r2与第二开关q2的集电极连接；电源模块vcc通过第三电阻r3以及第四电阻r4与第三开关q3的集电极连接，第三开关q3的发射极接地，第三开关q3的基极与控制模块mcu的第二开关引脚tmp连接；电源模块vcc还与第四开关q4的源极连接，第四开关q4的漏极与恒流源模块101连接，第四开关q4的栅极连接在第三电阻r3与第四电阻r4之间。
21.在本实用新型的一种实施例中，如图2所示，恒流源模块包括第五开关q5、第六电阻r6、第七电阻r7以及恒压芯片u1，第五开关q5为三极管，第五开关q5的集电极与第四开关q4的漏极连接，第五开关q5的发射极通过第六电阻r6与滤波模块连接，以及与恒压芯片u1的参考电压引脚1连接，恒压芯片u1的输入引脚2与第五开关q5的基极连接，恒压芯片u1的输出引脚3与滤波模块连接。
22.在本实用新型的一种实施例中，如图2所示，所述滤波模块包括第五电阻r5、第一二极管d1、第二二极管d2以及第一电容c1，恒流源模块101通过第五电阻r5与控制模块mcu的ad引脚连接，第二二极管d2的阳极与控制模块mcu的接地引脚gnd连接，第二二极管d2的阴极与控制模块的ad引脚连接，第一二极管d1的阳极与控制模块mcu的ad引脚连接，第一二极管d1的阴极与控制模块mcu的电源引脚vcc连接，第一电容c1连接在控制模块的ad引脚与接地引脚gnd之间。ad引脚即模数转换引脚，将采集的模拟信号转换为数字信号。
23.本实用新型mcu控制hot引脚与tmp引脚，关闭开关管q1，打开开关管q4，打开恒流源，给发热模块施加恒定电流(i
恒流
＝v
ref
/r6)，此时，发热模块上将产生电压，该电压经过r5、d2、c1、d1组成的滤波保护电路送入mcu的ad引脚进行数据采集。
24.mcu采集ad引脚信号，经过内部转换后得到温度值，再根据用户设置的温度去控制hot引脚的开关，最终实现温度的调节。
25.因为印制板的线路是纯铜，通用传感器cu50其实是采用纯铜制作的50ω电阻，根据cu50分度表计算，-40℃～120℃下铜电阻具有良好的线性度。取0℃和120℃计算，则cu50电阻随温度变化率为：
[0026][0027]
假设发热装置在0℃的电阻为r，则该电阻随温度变化率为：
[0028][0029]
mcu采集到的电压为：v
ad
＝t*ar*i
恒流
。
[0030]
最终mcu经过计算得出加热的温度。
[0031]
其中，cu50分度表如下：
[0032]
t-40-20020406080100120cu5041.40145.70650.00054.28558.56562.84267.11971.40075.687
[0033]
本实用新型直接采用印制板作为发热材料，其良好成熟的工艺，保证了产品的一致性；印制板可做硬板、软板、铝基板和铜基板，可塑性极强，适用于不同场景的需求；印制板都采用铜作为导电材料，具有良好的焊接性，都采用免清洗助焊剂，因此焊接后不用清洗。铜本身是一种高精度、线性较好的电阻，可作为温度传感器使用，利用其发热并采集自身电阻的方式可以减少连接线的数量，也避免了其它加热装置温度传感器安装不可靠的风险。
[0034]
综上所述，本实用新型电路结构可塑性强、便于加工、极大地简化了电路结构，也避免了其它加热装置温度传感器安装不可靠的风险。