一种半导体气体传感器动态检测的精准控制电路的制作方法

本实用新型涉及一种控制电路，具体涉及一种半导体气体传感器动态检测的精准控制电路，尤其涉及酒精、CO2 、可燃气体、甲醛等半导体气体传感器动态检测的精准控制电路。

背景技术：

半导体气体传感器是利用电导率较低的气敏材料感应空气中气体分子，浓度不同，电导率不同，从而判断气体浓度的大小。但每个传感器的最佳灵敏度所需匹配的负载电阻不同，最佳稳定状态所需要的加热电压与时间也不同，因而需要对电路作特殊处理，采用软件控制做瞬时的动态检测。由于国内外厂家制作材料与工艺有所差别，导致传感器的灵敏度与稳定性相差甚远，这给前端处理电路的设计带来了困难。

目前，市面上半导体气体传感器的前端处理电路在匹配传感器的负载时基本上用固定值，加热电压与时间也是固定值，不能动态检测以及有效的切换加热电压，在灵敏度与稳定上均不理想。传感器标定的时候性能并没有达到最佳状态，导致传感器特性会随着时间的推移产生漂移，测试结果随之漂移，稳定性不好。

技术实现要素：

本实用新型要解决的问题是提供一种根据不同的传感器特性选择不同的加热电压与时间，动态分配负载电阻，使传感器在采样时以最短时间达到最理想状态的半导体气体传感器动态检测精准控制电路。

为了解决上述技术问题，本实用新型的半导体气体传感器动态检测的精准控制电路，包括电源控制端口Power-1、Power-Pwm，软件控制端control_1、control_2，气体传感器Sensor。电源控制端口Power-1通过电阻R1后分成两条支路，一条支路与Q1的基极连接，另一条支路通过电阻R2与Q1和Q5的发射极连接；软件控制端Control_1通过电阻R11与Q7的基极连接；软件控制端Control_2通过电阻R10与Q6的基极连接；气体传感器Sensor的加热脚1电位钳位由Q2、Q5控制，控制端口为电源控制端口Power-Pwm；气体传感器Sensor的采样脚2分别通过电阻R8与Q6的集电极连接，通过电阻R9与Q7的集电极连接；气体传感器Sensor的加热脚3分别与Q3、Q4的集电极连接。

所述Q1、Q2、Q5为NPN三极管，所述Q3、Q4、Q6、Q7为PNP三极管。

所述气体传感器Sensor的采样脚2与接地端之间接有电容C1。

所述气体传感器Sensor的加热脚1分成两条支路分别与接地端连接，一条支路通过连接Q5的集电极接地，另一条支路通过R12、R13接地。

本实用新型的有益效果在于：采用本实用新型半导体气体传感器动态检测的精准控制电路，相比固定的加热电压、加热时间、匹配电阻，本实用新型电路的控制端口PWM输出可调，由三极管Q2、Q5、与R12、R13共同作用，气体传感器Sensor的加热脚1电压被钳位在某特定值。不同负载的气体传感器Sensor钳位的电压可以动态设置。Q6、Q7、R8、R9根据气体传感器Sensor不同特性匹配最佳负载电阻，配合软件选择不同的加热电压与时间，使传感器Sensor在采样时以最短时间达到最理想状态，更加合理及高效，提高采样效率与稳定性，减少标定次数，提高质量的同时，节省了人力成本。

附图说明

图1为本实用新型半导体气体传感器动态检测的精准控制电路电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式，对本实用新型的半导体气体传感器动态检测的精准控制电路作进一步详细说明。

本实用新型电路的电源控制端口Power-1通过R1、R2分压后输入到Q1基极，Q1控制Q3、Q4的导通，在传感器Sensor不工作的时候彻底切断传感器Sensor模块的供电，节能，提高待机时间。

传感器Sensor电路工作瞬间，Q3、Q4导通，R12、R13配制传感器Sensor的静态工作点，即最初的加热电压值。Q6、Q7由软件控制端口Control_1、Control_2控制，先后导通，比较传感器Sensor的采样脚2上电压值,判断传感器Sensor的初始瞬时内阻大小，以确定传感器Sensor的匹配电阻值段，最佳的负载电阻值由R8、R9配置。电源控制端口Power-Pwm采用PWM形式，控制电压瞬时值可变，电压通过R7输入到Q2的基极，根椐已确定的传感器Sensor匹配负载电阻的不同，修改电源控制端口Power-Pwm的PMW占空比，从而修改Q2基极电压值，电源控制端口Power-Pwm的控制电流经Q2放大后控制Q5，使传感器Sensor的加热电流更大，充分加热。动态加热时，控制端口Power-Pwm电压是PWM形式，故Q5集电极电压为PWM形式，由晶体三极管特性可知，传感器Sensor的加热脚1电压由Q5与R12、R13共同作用钳位在某一特定值。根据匹配电阻不同，调整电源控制端口Power-Pwm，使传感器Sensor的加热脚1钳位电压不同，传感器Sensor的加热脚3 加热电压也不同，相应的加热时间可设置不一样，每个传感器Sensor的加热电压与时间的具体值是动态分配的。

在加热恒定后，外部VCC电压有波动时，传感器Sensor加热脚1电压被钳位,波动的电动势变化落在在Q3、Q4的集电极与发射极之间，传感器Sensor以最短时间达到灵敏度最佳状态，此时，同一浓度的气体，传感器Sensor灵敏度最好，输出最大，其误差的正态分布曲线最好。