一种通用的分置式线性斯特林制冷机驱动方法及驱动电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及制冷机技术领域，尤其涉及一种通用的分置式线性斯特林制冷机驱动方法及驱动电路。
【背景技术】
[0002]红外探测器所采用的红外感光器件对工作温度非常敏感，红外探测器经低温冷却后，响应时间缩短、灵敏度提高、响应波长展宽、受限背景噪声减小，红外成像效果得到大幅度提升。制冷机的工作性能直接制约着制冷型红外探测器的成像效果。随着红外技术的飞速发展，高分辨率、大视场、大面阵红外探测器件逐渐成为主流，红外探测器也更多的应用在便携设备及航空航天领域。当前的制冷机控制器多采用模拟控制方式，而模拟电路比较复杂，易于引入各种串扰信号，影响控温精度。
【发明内容】
[0003]鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种通用的分置式线性斯特林制冷机驱动方法及驱动电路，用以解决现有技术中制冷机的驱动电路控制不准确的问题。
[0004]为解决上述问题，本发明主要是通过以下技术方案实现的:
[0005]本发明提供了一种通用的分置式线性斯特林制冷机驱动电路，该驱动电路包括:数字信号处理DSP芯片与测温二极管连接，所述测温二极管与制冷机连接；
[0006]所述数字信号处理DSP芯片通过测温二极管实时采集制冷机的温度，根据所述温度计算得到控制信号，并通过所述控制信号控制所述制冷机进行制冷。
[0007]优选地，所述数字信号处理DSP芯片包括:采集模块和处理模块；
[0008]所述采集模块，用于通过测温二极管实时采集制冷机的温度；
[0009]所述处理模块，用于根据所述温度计算得到控制信号，并通过所述控制信号控制所述制冷机进行制冷。
[0010]优选地，所述采集模块具体用于，向所述测温二极管输入电流，并得到所述测温二极管的反馈电压，将所述反馈电压发送给所述处理模块；
[0011 ]所述处理模块具体用于，根据所述反馈电压计算得到所述控制信号，并通过所述控制信号控制所述制冷机进行制冷。
[0012]优选地，所述处理模块具体用于，将所述反馈电压通过运算放大器进行放大，并将放大后的反馈电压转换为数字信号，根据转换后的反馈电压计算得到所述控制信号，并通过所述控制信号控制所述制冷机进行制冷。
[0013]优选地，所述数字信号处理DSP芯片还包括:接收模块；
[0014]所述接收模块，用于接收服务器发送的控制指令，并根据所述控制指令得到所述控制信号，并通过所述控制信号控制所述制冷机进行制冷。
[0015]优选地，所述数字信号处理DSP芯片还包括:断电保护模块；
[0016]所述断电保护模块，用于在电路工作异常时，对所述数字信号处理DSP芯片进行断电保护。
[0017]本发明另一方面还提供了一种通用的分置式线性斯特林制冷机驱动方法，该驱动方法包括:
[0018]数字信号处理DSP芯片通过测温二极管实时采集制冷机的温度，根据所述温度计算得到控制信号，并通过所述控制信号控制所述制冷机进行制冷。
[0019]优选地，所述数字信号处理DSP芯片包括:采集模块和处理模块；
[0020]所述采集模块通过测温二极管实时采集制冷机的温度；
[0021]所述处理模块根据所述温度计算得到控制信号，并通过所述控制信号控制所述制冷机进行制冷。
[0022]优选地，所述采集模块通过测温二极管实时采集制冷机的温度具体包括:
[0023]所述采集模块具体用于，向所述测温二极管输入电流，并得到所述测温二极管的反馈电压，将所述反馈电压发送给所述处理模块；
[0024]所述处理模块根据所述温度计算得到控制信号，并通过所述控制信号控制所述制冷机进行制冷具体包括:
[0025]所述处理模块根据所述反馈电压计算得到所述控制信号，并通过所述控制信号控制所述制冷机进行制冷。
[0026]优选地，所述处理模块根据所述反馈电压计算得到所述控制信号，并通过所述控制信号控制所述制冷机进行制冷具体包括:
[0027]所述处理模块将所述反馈电压通过运算放大器进行放大，并将放大后的反馈电压转换为数字信号，根据转换后的反馈电压计算得到所述控制信号，并通过所述控制信号控制所述制冷机进行制冷。
[0028]本发明有益效果如下:
[0029]本发明通过数字信号处理DSP芯片来采集温度二极管的温度，根据该温度确定相应的控制信号，并通过所述控制信号控制所述制冷机进行制冷，实测证明，本发明的控温精度比现有的模拟电路驱动提高一个数量级，并且本发明的高低温适应性优异，在环境温度为-40°C至+71°C范围内，设定点变化在±2.0mV以内，在稳态条件下，短期Is间隔内，控温点波动〈0.05mV，长期10分钟间隔内，控温点波动〈0.15mV。
[0030]本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
【附图说明】
[0031]图1为本发明实施例的一种通用的分置式线性斯特林制冷机驱动电路示意图；
[0032]图2为本发明实施例的另一种通用的分置式线性斯特林制冷机驱动电路示意图；
[0033]图3为本发明实施例的再一种通用的分置式线性斯特林制冷机驱动电路示意图。
【具体实施方式】
[0034]下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。为了清楚和简化目的，当其可能使本发明的主题模糊不清时，将省略本文所描述的器件中已知功能和结构的详细具体说明。
[0035]为了解决现有技术对制冷机的驱动电路控制不准确的问题，本发明提供了一种通用的分置式线性斯特林制冷机驱动方法及驱动电路，以下结合附图以及几个实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。
[0036]电路实施例
[0037]本发明实施例提供了一种通用的分置式线性斯特林制冷机驱动电路，该驱动电路包括:数字信号处理DSP芯片与测温二极管连接，所述测温二极管与制冷机连接；
[0038]数字信号处理DSP芯片通过测温二极管实时采集制冷机的温度，根据所述温度计算得到控制信号，并通过所述控制信号控制所述制冷机进行制冷。
[0039]具体来说，本发明实施例的所述数字信号处理DSP芯片包括:采集模块和处理模块，其中，
[0040]所述采集模块，用于通过测温二极管实时采集制冷机的温度；
[0041 ]所述处理模块，用于根据所述温度计算得到控制信号，并通过所述控制信号控制所述制冷机进行制冷。
[0042]具体实施时，本发明实施例所述采集模块具体用于，向所述测温二极管输入电流，并得到所述测温二极管的反馈电压，将所述反馈电压发送给所述处理模块；
[0043]所述处理模块具体用于，根据所述反馈电压计算得到所述控制信号，并通过所述控制信号控制所述制冷机进行制冷。
[0044]S卩，温度二极管电压值经模数转换后输入DSP芯片，通过芯片内部的控制算法，调节输出PWM波形的占空比，通过电机驱动模块改变输出电压幅值，调节电机功率，进而使冷头保持一个恒定的温度。
[0045]具体实施时，本发明实施例的数字信号处理DSP芯片通过RS232的串口与PC进行通信，客户端或上位机系统通过接收模块对电路工作状态进行实时监控和调控，而且本发明实施例的驱动电路还设有断电保护模块，以在电路工作异常时对整个电路进行断电保护。
[0046]用户可通过串口修改软件内部参数来调节驱动电路(即，数字信号处理DSP芯片)的控制参数;通过修改工作频率和最大输出电压，使得驱动电路可通用于多款线性制冷机；通过修改设定点数值、根据检测的输出电压和环境温度修改反馈系数等提高控温精度;通过检测环境温度、最大电流、输出电压等设置保护机制，设置过温过流过压保护，保护方式包括降低输出功率和关闭电源两种。
[0047]本发明实施例所述驱动电路体积为6.7cm X 5.6cm X 2.4cm，总重量仅为150g，而目前主流驱动器总重量约1500g，该新型驱动体积和质量都为其1/10。体积小、重量轻、单一电源供电和宽电源输入使得该产品更易于系统集成设计。
[0048]本发明的驱动电路效率常温正常工作状态下保持在95%(60W)左右，发热量小。电路