专利名称：温度控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及温度控制装置，具体的讲是一种无线温度控制装置。
背景技术：
在如中央空调等温度控制系统中，温度的设定和控制等，等是通过温度控制装置(温控器)实现的。传统的温控器主要有两种类型，一种是机械式温控器，其工作时根据环境温度和预先设置的温度值做出相应的判断，直接控制设备阀门的电机执行通断动作。另一种为电子式温控器，其工作时将环境温度、预设温度和相应的工作模式(如吹出风速、调节温度的冷/热液体的流速等)转换为数字信号，同时以有线的形式发送给控制设备。这两种温控器工作时都需要有电源线为其提供工作是所需的能量，电子式温控器还需要有信号线供其传送数据使用。由于传统温控器对工作电源和数据线的多种要求，在安装过程中需要强、弱电线铺设以与之配合，这给施工带来一定的困难，同时在使用过程中很难改变其安装位置，缺乏灵活性和温度采样的真实性。
实用新型内容针对上述情况，本实用新型提供了一种温度控制装置，能够通过光电转换为温度控制装置提供电能，并且通过无线方式对信号进行发送，避免了复杂的布线和长期的维护，也使各组成设备的安装可根据实际情况任意分布，极大的提高了安装和使用的灵活性。同时光电转换还能够快速提供工作电压。本实用新型的温度控制装置，包括分别与储能供电单元连接的无线发射单元以及温度采集和设置单元，温度采集和设置单元向包括有无线发射芯片的无线提供单元发送触发信号。其中的储能供电单元为在太阳能的光电转换装置与电能输出端之间设置有储能结构，所说的储能结构为并联状态的第一储能装置和第二储能装置，且第二储能装置的储能容量大于第一储能装置，在第二储能装置所在的并联电路中，在该第二储能装置之前还设有第一电压控制结构及受其控制的第一开关单元控制该充电电路的通断，只当第一储能装置的输出电压高于该第一电压控制结构的设定阈值时，第一电压控制结构导通第一开关单元对第二储能装置充电。本实用新型装置中的储能供电单元能够保证在较弱的光照条件下储存电能，并使受其供电的设备装置能够正常进行工作。当能量存储满后，可供用电设备持续工作数十甚至上百小时以上。其基本工作过程和原理，是由太阳能的光电转换装置的输出电流先对储能容量较小第一储能装置充电，使其能被快速充电可满足后端电路最低工作电压的输出电压，并开始为后端电路供电。而在与第一储能装置并联的第二储能装置电路中，由于第一储能装置的输出电压尚未达到第一电压控制结构的设定阈值，因此第二储能装置的电路处于截止状态。只有当第一储能装置的输出电压达到(等于或高于)第一电压控制结构的设定阈值，该第一电压控制结构才导通第一开关单元，开始对第二储能装置充电，直到第一储能装置因持续供电使输出的电压低于后端电路的工作电压及第一电压控制结构的设定阈值时，光电转换装置的输出电流才停止对第二储能装置充电，并重新开始对第一储能装置充电，使其能快速实现重新向后端输出供电，如此反复。当该大储能容量的第二储能装置存储到足以满足提供输出的电能后，后端电路在开始由第二储能装置向后端进行长时间持续供 H1^ ο储能供电单元进行光电转换并存储能量，为整个电路提供正常工作所需的能量。 当整个电路正常工作后，温度采集和设置单元对环境温度进行采集，并将模拟信号放大后转换为数字信号，输入到无线发射单元中。无线发射单元根据温度采集和设置单元输入信号的变化，判断发送相应的无线信号。在上述结构基础上，所述的光电转换装置优选为并联状态的至少两组，以增加光电转换量，满足能够更快速地为第一储能装置和第二储能装置充电，缩短充电时间的使用需要。所说的第二储能装置也可以优选采用并联的至少两组电容结构，以增大电能的存储容量，满足能够为后端电路提供更长久供电的需要。上述结构中，所述第二储能装置所在的并联电路中的开关单元，优选采用为 MOSFET (场效应管)、PNP型三极管或NPN型三极管，如Fairchild半导体公司PowerTrench 工艺的低栅压P沟道MOSFET等，其具有开启电压低(1. 8V)，导通电阻小，开关速度快等特点，能够有效的减小电路的功耗。MOS管是目前常用的一种导通控制结构，P沟道MOS管具有低电平导通特性，能够更方便的实现电路功能。所说的用于控制其通/断的第一电压控制结构，可以选择目前已有报道和/使用的intersi 1公司生产的超低功耗复位芯片ISL88003 系列，或MAXMIN的超低功耗复位芯片系列产品等。这类芯片具有可以选择多种不同复位电平的特点，可以适应和满足不同情况的使用需要。实验表明，本实用新型温度控制装置中，除特殊的目的或需要外，所说的第一储能装置采用为至少一个容量> 470UF的钽电容结构，如AVX公司生产的TAJ系列钽电容，型号如 TAJC337*006#NJ、TAJD337*006#NJ、TAJD4777*006#NJ 等；第二储能装置采用为至少一个容量> 0. 33F的法拉电容结构，如Panasonic公司生产的SD系列法拉电容及SG系列法拉电容，型号如EECSOHD 104(H)、EECS5R5 (H) 474，也可以是Shoei公司生产的PAS614L型号的PAS法拉电容。采用所述容量和型号的电容结构能够满足通常情况下的使用需要。上述温度控制装置中所述的温度采集和设置单元包括有与热敏电阻连接的放大单元的温度采集单元和与温度采集单元并联的温度设置单元，温度采集单元和温度设置单元的输出分别连接至无线发射单元。温度采集单元的放大单元可将由热敏电阻将感测到的环境温度放大后的模拟信号输出到无线发射单元。所说的热敏电阻可以采用目前已有报道 /使用的线性变化范围为-200°c +650°C的PT1000等热敏电阻器。所说温度采集单元中的放大单元优选为串联形式的两级放大结构。其中第一运放器和第二运放器，均可选用如AD公司生产的ad8607型等产品，其最大功耗仅为50 μ Α,以保证装置的低功耗。作为进一步的改进，还可在上述的放大单元之前设置有用于提供稳定基准电压的第一电压跟踪器。为了适应和满足对温度控制方式和/或模式的不同需要，上述的温度设置单元可包括由可变电阻实现的连续可调式设置结构，和可由档位开关选择的分压电阻实现分档调节式设置结构中的至少一种。例如，根据使用需要，该两种调节设置结构可以分别对所需控制的温度进行连续可调式的设置或分档跳跃式的设置；又如，当需要对温度值以及对实现温度控制的风速(或液体流速)等控制模式同时进行不同途径或方式的设置时，则可根据控制要求，分别通过该两种调节设置结构进行设置。上述的环境温度采集和设置单元的环境温度信号和温度设置信号送入无线发射单元中的无线发射芯片经处理后，即可以无线信号方式自动向温度控制执行机构发送出。由于无线发射要求发射功率限值小于5mW(e. r. ρ)，发射信号的占空比限值小于1%，有效传输距离不小于100m，因此无线发射芯片可以选用待机状态下的功耗为0. 2uA的STM300无线发射芯片，或nrf系列中的nrf240、nrfM01、nrf^4L、nrf905等芯片，以及如Chipcon公司的SmartRF 04系列中的CC2500、CC2550等模块、PTR2030无线收发模块，或采用Zigbee技术的无线收发模块等形式。在此基础上，为了进一步方便使用，还可以在无线发射单元中设有一个与无线发射芯片连接的手动发射信号的控制开关。本实用新型的温度控制装置，能够通过光电转换对较小的太阳能采集和进行和存储电能，既能满足快速为后端电路提供所需的供电电压/电流，明显缩短对后端电路供电的等待时间，使后端电路能够快速开始工作，同时又能够实现为后端电路提供长时间的正常供电。并以低能耗方式工作和通过无线方式对信号进行发送，避免了复杂的布线和长期的维护，也使各组成设备的安装可根据实际情况任意分布，极大的提高了安装和使用的灵活性。
以下结合附图所示实施例的具体实施方式
，对本实用新型的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本实用新型上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本实用新型的范围内。
图1是本实用新型温度控制装置的结构框图。图2是图1中储能供电单元的一种结构示意图。图3是图1中温度采集/控制单元的一种结构示意图。图4是图1中无线发射单元的一种结构示意图。
具体实施方式
如图1所示本实用新型的温度控制装置，包括分别与储能供电单元连接的无线发射单元，以及温度采集和设置单元，温度采集和设置单元能够向无线提供单元发送触发信号。如图2所示，其中储能供电单元为在太阳能的光电转换装置Jl与电能输出端之间设置有储能结构，所说的储能结构为并联状态的第一储能装置Cl和第二储能装置C2，其中第一储能装置采用容量为470uF的钽电容结构，如AVX公司生产的TAJ系列钽电容，型号如TAJC337*006#NJ、TAJD337*006#NJ、TAJD4777*006#NJ 等。第二储能装置采用容量为 0. 33F的法拉电容结构，可采用Panasonic公司生产的SD系列法拉电容及SG系列法拉电容，型号如EECSOHD 104(H) ,EECS5R5 (H) 474,也可以是Shoei公司生产的PAS614L型号的PAS法拉电容。在第二储能装置C2所在的并联电路中，在该第二储能装置C2之前还设有第一电压控制结构Ul及受其控制的第一开关单元Ql控制该充电电路的通断，只当第一储能装置Cl 的输出电压VCC高于该第一电压控制结构Ul的设定阈值时，第一电压控制结构Ul导通第一开关单元Ql对第二储能装置C2充电。在第一储能装置Cl和第二储能装置C2与前端的光电转换装置Jl之间，分别各连接有由二极管形式的前端整流结构Dl构成的整流单元，同时在第一储能装置Cl和第二储能装置C2的电能输出端，也分别经各自连接的由二极管形式的后端整流结构D2构成的相应整流单元将电能输出，以保证在没有光照时，电路中法拉电容的电荷只供给后端电路使用，在本电路上没有任何消耗。在第二储能装置C2所在的并联电路中，在该第二储能装置C2之前，还设有由intersil公司生产的超低功耗复位芯片 ISL88003系列(或MAXMIN的超低功耗复位芯片系列)等构成的第一电压控制结构Ul及受其控制的开关单元Ql，控制该充电电路的通断。其中开关单元Ql可以选择如FAIRCHILD公司生产的FDN304P或infineon生产的BSS138N的P沟道MOSFET等。只有当第一储能单元 Cl的输出电压VCC等于或高于该第一电压控制结构Ul的设定阈值(可根据不同使用需要设定)时，第一电压控制结构Ul才导通该第一开关单元Q1，开始对第二储能单元C2充电。在储能供电单元的初始状态没有储能时，由光电转换装置Jl提供的电流为第一储能装置Cl快速充电，且在其正端电压低于第一电压控制结构Ul的设定阈值的复位电压时，第一电压控制结构Ul的RESET管脚输出与输出电压VCC的管脚相同的电压，从而使开关单元Ql处于截止状态，第二储能装置C2不被充电。由于第一储能装置Cl容量相对较小， 因此能够实现在短时间内迅速将第一储能装置Cl的电压充电后端电路最低工作电压VCC 以上，开始为后端电路供电。当第一储能装置Cl的电压充电Ul设定阈值的复位电压后，第一电压控制结构Ul 的RESET管脚输出低电平，从而使开关单元Ql导通，此时由太阳能光电转换装置Jl提供的电流改由通过开关单元Ql向第二储能装置C2充电。由于第二储能装置C2容量较大，其充电电压上升缓慢，但此时第一储能装置Cl电压已经能够保证后端电路正常工作，不会影响到后端电路的正常工作。当第一储能装置Cl持续供电后使其供电电压降至第一电压控制结构Ul的复位电压以下时，第一电压控制结构Ul的RESET管脚重新将开关单元Ql截止，停止对第二储能装置C2充电，并重新恢复对第一储能装置Cl充电。当第一储能装置Cl的电压重新回到第一电压控制结构Ul的复位电压以上后，开关单元Ql才再次导通，又开始对第二储能装置C2 充电。如此往复，直到第二储能装置C2充电至后端电路最低工作电压VCC以上后，由第二储能装置C2为后端电路提供长时间的供电。通过计算可知，设电路中第二储能单元C2的容值为C，其最大充电电压为Umax，由于法拉电容放电不完全存在最低工作电压Umin，则其能够存储的能
量为
权利要求1.温度控制装置，其特征为包括分别与储能供电单元连接的无线发射单元以及温度采集和设置单元，温度采集和设置单元向包括有无线发射芯片(U7)的无线发射单元提供触发信号，其中的储能供电单元为在太阳能的光电转换装置(Jl)与电能输出端之间设置有储能结构，所说的储能结构为并联状态的第一储能装置(Cl)和第二储能装置(C2)，且第二储能装置(C2)的储能容量大于第一储能装置(Cl)，在第二储能装置(C2)所在的并联电路中，在该第二储能装置(C2)之前还设有第一电压控制结构(Ul)及受其控制的第一开关单元(Ql) 控制该充电电路的通断，只当第一储能装置(Cl)的输出电压(VCC)高于该第一电压控制结构(Ul)的设定阈值时，第一电压控制结构(Ul)导通第一开关单元(Ql)对第二储能装置 (C2)充电。
2.如权利要求1所述的温度控制装置，其特征为所述的光电转换装置(Jl)为并联状态的至少两组。
3.如权利要求1所述的温度控制装置，其特征为所述的第二储能装置(C2)为并联的至少两组电容型结构。
4.如权利要求1所述的温度控制装置，其特征为所述的第二储能装置(C2)所在的并联电路中的开关单元(Ql)为MOSFET、PNP型三极管或NPN型三极管。
5.如权利要求1所述的温度控制装置，其特征为储能供电单元中的第一储能装置(Cl) 的容量为> 470uF，第二储能装置(C2)的容量> 0. 33F。
6.如权利要求1至5之一所述的温度控制装置，其特征为所述的温度采集和设置单元包括有与热敏电阻(Rl)连接的放大单元的温度采集单元和与温度采集单元并联的温度设置单元，温度采集单元和温度设置单元的输出分别连接至无线发射单元。
7.如权利要求6所述的温度控制装置，其特征为所述温度采集单元中的放大单元为由包括串联的第一运放器(IC2)和第二运放器(IC3)组成的两级放大结构。
8.如权利要求7所述的温度控制装置，其特征为在所述放大单元之前连接有用于提供基准电压的第一电压跟踪器(ICl)。
9.如权利要6所述的温度控制装置，其特征为所述的温度设置单元包括由可变电阻 (RP4)实现连续可调的设置结构，和可由档位开关(Si)选择的分压电阻实现分档调节式设置结构中的至少一种。
10.如权利要求1所述的温度控制装置，其特征为无线发射单元中还设有一个与无线发射芯片(U7)连接的手动发射信号的开关(SW2)。
专利摘要温度控制装置，包括分别与储能供电单元连接的无线发射单元及温度采集和设置单元，温度采集和设置单元向无线发射单元提供触发信号。储能单元包括光电转换装置和并联状态的第一储能单元与第二储能单元，且第二储能单元的容量大于第一单元。在第二储能单元之前还设有第一电压控制结构及受其控制的第一开关单元。当第一储能单元的输出电压达到第一电压控制结构的阈值时，第一电压控制结构导通第一开关单元对第二储能单元充电。该温度控制装置能够存储电能和快速为后端电路提供工作电流，明显缩短对后端电路供电的等待时间，并以低能耗方式工作和通过无线方式对信号进行发送，避免了复杂的布线和长期的维护，也使各组成设备的安装可根据实际情况任意分布，极大的提高了安装和使用的灵活性。
文档编号G05D23/24GK202306355SQ20112036798
公开日2012年7月4日 申请日期2011年9月30日 优先权日2011年9月30日
发明者何江华, 陈培均 申请人:成都英泰力电子有限公司