端子箱的温湿度控制器的制作方法

本实用新型涉及户外端子箱技术领域，特别是涉及一种端子箱的温湿度控制器。

背景技术：

在电力系统中，短路故障会严重影响电力设备正常运行。尤其是在沿海地区，潮湿天气极易在户外设备中凝集水珠，如果在户外端子箱中的接线端子中形成水珠的话，容易短路故障，从而发生误发保护信号或空开跳闸等现象。因此保持户外端子箱的干燥，对于保障继电保护设备安全可靠运行十分必要。

为了户外端子箱的干燥，一般的，在变电站及配电网络中广泛应用的户外端子箱温湿度控制器，采用继电器作为执行机构，采用基于单纯的温度比较或是设定上下限值的控制器。在箱体温度没有达到设定值时，控制器启动加热板加热，当端子箱温度达到设定值时再停止加热，然而，加热板在停电后存在余热，其温度还是高于端子箱内的温度，端子箱内的温度会继续升高，当加热板余热消耗尽时，箱内温度又随环境逐渐降低，低于阈值时，控制器发出指令启动加热板，以使加热板加热，如此反复动作，导致温度不断升降。在自动控制领域称这种控制方式为比例控制，该控制器对温度的控制不精确，继电器反复动作，不断的拉弧，导致此类控制器极易损坏。

技术实现要素：

基于此，有必要针对如何提高使用寿命的技术问题，提供一种温湿度控制器，能够实现对端子箱温度的稳定控制，从而提高温度控制器的使用寿命。

一种端子箱的温湿度控制器，包括：电源电路、用于采集端子箱温度和湿度的温湿度采集电路、用于预设相异温度定值和湿度定值的定值设定电路、单片机、用于驱动加热板进行加热的晶闸管控制电路和用于使所述单片机对所述晶闸管控制电路发出信号的同步电路，其中，所述电源电路分别与所述温湿度采集电路、所述定值设定电路、所述晶闸管控制电路、所述同步电路及所述单片机连接，用于为所述温湿度采集电路、所述定值设定电路、所述晶闸管控制电路、所述同步电路及所述单片机供电；所述温湿度采集电路、所述定值设定电路、所述同步电路和所述晶闸管控制电路分别与所述单片机连接。

在其中一个实施例中，所述温湿度控制器还包括显示电路，所述显示电路分别与所述电源电路和所述单片机连接，用于显示端子箱的温度和湿度。

在其中一个实施例中，所述显示电路包块一个四位七段数码管。

在其中一个实施例中，所述晶闸管控制电路包括用于连接加热板的加热板接口P1、用于启动所述加热板的驱动电路D、电容C1、电阻R6、双向导通晶闸管Q1、火线接入端L和零线接入端N；驱动电路D的信号接收端与所述单片机连接，驱动电路D的电源输入端与数字电源VCC连接，驱动电路D的接地端与参考地GND连接，驱动电路D的第一输出端连接双向导通晶闸管Q1的G极，双向导通晶闸管Q1的T1极与加热板接口P1的第一端连接，驱动电路D的第二输出端与零线接入端N连接；双向导通晶闸管Q1的T2极与零线接入端N连接；加热板接口P1的第一端还通过串联的电阻R6与电容C1与零线接入端N连接；加热板接口P1的第二端与火线接入端L连接。

在其中一个实施例中，驱动电路D包括三极管Q2、电阻R4、电阻R5、光耦U4和电阻R7，光耦U4的发射极的正极与三极管Q2的发射极连接，光耦U4的发射极的负极通过电阻R5与参考地GND连接，光耦U4的接收极的一端通过电阻R7与双向导通晶闸管Q1的G极连接，光耦U4的接收极的另一端与零线接入端N连接；三极管Q2的基极通过电阻R4与所述单片机连接，三极管Q2的集电极与数字电源VCC连接。

在其中一个实施例中，所述同步电路包括光耦U1、光耦U2、电阻R1、电阻R2和反相器U3，模拟电源AVCC通过电阻R1分别与光耦U1的发射极的正极和光耦U2的发射极的负极连接；光耦U1的发射极的负极和光耦U2的发射极的正极分别与模拟地AGND连接；光耦U1的接收极的集电极和光耦U2的接收极的集电极分别通过电阻R2与数字电源VCC连接，光耦U1的接收极的发射极和光耦U2的接收极的发射极分别与参考地GND连接，光耦U1的接收极的集电极与反相器U3的第1引脚连接，光耦U2的接收极的发射极与反相器U3的数字地引脚连接，反相器U3的电源引脚与数字电源VCC连接，反相器U3的第2引脚与单片机连接。

在其中一个实施例中，反相器U3包括六路反相器。

在其中一个实施例中，所述定值设定电路包括至少两组相互连接的拨码开关S和电阻R3，至少一组用于预设湿度的定值，至少另一组用于预设温度的定值；每一拨码开关S的一端与所述单片机连接，另一端通过电阻R3与所述电源电路连接。

在其中一个实施例中，所述定值设定电路包括八组相互连接的拨码开关S和电阻R3。

在其中一个实施例中，所述单片机包括主控制芯片STC12C5A60S2。

上述温湿度控制器，通过设计温湿度采集电路、晶闸管控制电路及同步电路，通过同步电路使所述单片机对所述晶闸管控制电路发出信号，能够实现对端子箱温度的稳定控制，从而提高温度控制器的使用寿命。

其他技术方案中，收集温度和湿度信息后，将温度和湿度的信息发送至单片机，单片机收到信息后匹配定值设定电路相对应预设的定值，并根据该定值发出一个信号到晶闸管控制电路；与此同时，电源电路启动后，使同步电路发送一个信号给单片机，然后单片机发出指令使晶闸管控制电路启动，晶闸管控制电路与外接的加热板与火线、零线形成回路，加热板开始加热工作；通过定值设定电路相对应预设的定值对加热板加热的温度进行调节，使得端子箱加热与散热均衡，达到稳定维持端子箱的温度与湿度的效果，从而提高温度控制器的使用寿命。

附图说明

图1为其中一个实施例的温湿度控制器的结构示意图；

图2为其中一个实施例中的同步电路电路图；

图3为其中一个实施例中的定值设定电路的电路图；

图4为其中一个实施例中的晶闸管控制电路的电路图；

图5为其中一个实施例中的单片机控制步骤示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

例如，一种端子箱的温湿度控制器，包括用于采集端子箱温度和湿度的温湿度采集电路、单片机、用于驱动加热板进行加热的晶闸管控制电路和用于使所述单片机对所述晶闸管控制电路发出信号的同步电路，所述温湿度采集电路与所述单片机连接，所述同步电路与所述单片机连接，所述单片机与所述晶闸管控制电路连接。例如，一种端子箱的温湿度控制器，包括：电源电路、用于采集端子箱温度和湿度的温湿度采集电路、用于预设相异温度定值和湿度定值的定值设定电路、单片机、用于驱动加热板进行加热的晶闸管控制电路和用于使所述单片机对所述晶闸管控制电路发出信号的同步电路，其中，所述电源电路分别与所述温湿度采集电路、所述定值设定电路、所述晶闸管控制电路、所述同步电路及所述单片机连接，用于为所述温湿度采集电路、所述定值设定电路、所述晶闸管控制电路、所述同步电路及所述单片机供电；所述温湿度采集电路、所述定值设定电路、所述同步电路和所述晶闸管控制电路分别与所述单片机连接。例如，所述温湿度控制器还包括显示电路，所述显示电路分别与所述电源电路和所述单片机连接，用于显示所述端子箱的温度和湿度。例如，所述显示电路包块一个四位七段数码管。

如图1所示，一种端子箱的温湿度控制器10，包括：电源电路100、用于采集端子箱温度和湿度的温湿度采集电路200、用于预设相异温度定值和湿度定值的定值设定电路300、用于接收、判断和发出信号的单片机400、用于驱动加热板进行加热的晶闸管控制电路500和用于使所述单片机400对所述晶闸管控制电路500发出信号的同步电路600，其中，所述电源电路100分别与所述温湿度采集电路200、所述定值设定电路300、所述晶闸管控制电路500、所述同步电路600及所述单片机400连接，用于为所述温湿度采集电路200、所述定值设定电路300、所述晶闸管控制电路500、所述同步电路600及所述单片机400供电；所述温湿度采集电路200、所述定值设定电路300、所述同步电路600和所述晶闸管控制电路500分别与所述单片机400连接。例如，所述电源电路包括用于接入外部电源的接头；又如，所述电源电路还包括与所述接头连接的电压转换模块。

上述温湿度控制器10，收集温度和湿度信息后，将温度和湿度的信息发送至单片机400，单片机400收到信息后匹配定值设定电路300相对应预设的定值，并根据该定值发出一个信号到晶闸管控制电路500；与此同时，电源电路启动后，使同步电路600发送一个信号给单片机400，然后单片机400发出指令使晶闸管控制电路500电路启动，晶闸管控制电路500与外接的加热板与火线、零线形成回路，加热板开始加热工作；通过定值设定电路300相对应预设的定值对加热板加热的温度进行调节，使得加热与端子箱散热均衡，达到稳定维持端子箱的温度与湿度，从而提高温度控制器的使用寿命。

为了便于使用者能很好的观察到端子箱内的温度和湿度，如图1所示，在其中一个实施例中，所述温湿度控制器还包括显示电路700，所述显示电路700分别与所述电源电路100和所述单片机400连接，用于显示端子箱的温度和湿度。例如，所述显示电路700设置有显示屏。这样，使用者可以从显示屏直接查看到端子箱内的温度和湿度。进一步，所述显示电路700包块一个四位七段数码管。四位七段数码管采用动态扫描的方式驱动。利用人眼视觉残留的特性：光对视网膜所产生的视觉在光停止作用后，仍能保存一段时间。这样动态扫描时不会有闪烁感。

为了给控制晶闸管电路500的晶闸管的导通角提供同步信号，如图2所示，在其中一个实施例中，所述同步电路600包括光耦U1、光耦U2、电阻R1、电阻R2和反相器U3，模拟电源AVCC连接通过电阻R1分别与光耦U1的发射极的正极和光耦U2的发射极的负极连接；光耦U1的发射极的负极和光耦U2的发射极的正极分别与模拟地AGND连接；光耦U1接收极的集电极和光耦U2的接收极的集电极分别通过电阻R2与数字电源VCC连接，光耦U1接收极的发射极和光耦U2的接收极的发射极分别与参考地GND连接，光耦U1的接收极的集电极与反相器U3的第1引脚连接，光耦U2的接收极的发射极与反相器U3的的数字地引脚连接，反相器U3的电源引脚与数字电源VCC连接，反相器U3的第2引脚与单片机连接。这样，利用控制晶闸管电路500的导通角的半导体单向导通的特点，当交流电过零时光耦U1的发射极和光耦U2的发射极均会发光，使得光耦U1接收极和光耦U2的接收极导通，从而使同步电路600输出一个信号给单片机400，单片机400接收信号后，由此开始计时计算控制晶闸管电路500的晶闸管的导通角。反相器U3包括六路反相器，用于输入高电平输出低电平，或者，输入低电平输出高电平。

为了根据温湿度采集电路200所采集端子箱的温度和湿度预设不同的定值，使单片机400可以根据不同的定值发出不同的信号，如图3所示，在其中一实施例中，所述定值设定电路300包括至少两组相互连接的拨码开关S和电阻R3，至少一组用于预设湿度的定值，至少另一组用于预设温度的定值；例如，所述定值设定电路300包括两组相互连接的拨码开关S和电阻R3，一组用于预设湿度的定值，另一组用于预设温度的定值；又如，每一拨码开关S的一端与所述单片机400连接，另一端通过电阻R3与所述电源电路100连接，用于接收所述单片机400发出的信号。这样，可以对温度和湿度进行定值预设定。进一步，所述定值设定电路300包括八组相互连接的拨码开关S和电阻R3，用于预设相异的湿度或温度。例如，其中四组拨码开关S和电阻R3用于预设温度，剩余四组用于预设湿度。

设定温湿度的对应关系可由以下函数关系表示：

T＝b1*2.5 式1

H＝b2·3+40 式2

其中，T——温度，单位℃；

H——湿度，单位g/m3；

b1——温度编码值；

b2——湿度编码值。

为了使加热板发出合适的热量进行加热，如图4所示，在其中一个实施例，所述晶闸管控制电路500包括用于连接加热板的加热板接口P1、用于启动所述加热板的驱动电路D、电容C1、电阻R6、双向导通晶闸管Q1、火线接入端L和零线接入端N；驱动电路D的信号接收端与所述单片机400连接，用于接收所述单片机400发出的启动指令；驱动电路D的电源输入端与数字电源VCC连接，驱动电路D的接地端与参考地GND连接，驱动电路D的第一输出端连接双向导通晶闸管Q1的G极，双向导通晶闸管Q1的T1极与加热板接口P1的第一端连接，驱动电路D的第二输出端与零线接入端N连接；双向导通晶闸管Q1的T2极与零线接入端N连接；加热板接口P1的第一端还通过串联的电阻R6与电容C1与零线接入端N连接；加热板接口P1的第二端与火线接入端L连接。其中，驱动电路D包括三极管Q2、电阻R4、电阻R5、光耦U4和电阻R7，光耦U4的发射极的正极与三极管Q2连接，光耦U4的发射极的负极通过电阻R5与参考地GND连接，光耦U4的接收极的一端通过电阻R7与双向导通晶闸管Q1的G极连接，光耦U4的接收极的另一端与零线接入端N连接；三极管Q2的基极通过电阻R4与所述单片机400连接，三极管Q2的集电极与数字电源VCC连接。工作时，单片机400计算出导通角并发出的脉冲T0使双向导通晶闸管Q1具有相应的导通角。

所述单片机400包括主控制芯片STC12C5A60S2，例如，主控制芯片包括PID控制单元，PID控制单元是在过程控制中，按偏差的比例(Proportion)、积分(Integral)和微分(Differential)进行控制的控制单元，如图5所示，用于利用比例、积分和微分计算出控制量，计算出导通角，并发出指令使双向导通晶闸管Q1具有相应的导通角。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。