低温自动预热装置及系统的制作方法

本实用新型涉及温控领域，具体而言，涉及一种低温自动预热装置及系统。

背景技术：

目前智能功率模块已广泛应用于紧急逆变器中，这对一般工作环境要求的紧急逆变器可适用，但有些轨道车辆运行在高寒环境下，比如青藏线等，这就要求配套的紧急逆变器在-40℃低温环境下仍要正常稳定运行。对于该工作环境运行下的紧急逆变器，智能功率模块已无法保证其自身性能。

因此如何解决上述问题，是目前厂商亟待解决的。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种低温自动预热装置及系统，以实现紧急逆变器始终运行在其标称的工作温度内。

为了实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案如下：

本实用新型实施例提供了低温自动预热装置，包括：

温度信号采集电路、电压比较电路以及加热电路；

所述温度信号采集电路、所述电压比较电路以及所述加热电路依次电性连接；

所述温度信号采集电路适于将采集到的温度信号转化为电压发送给所述电压比较电路；

所述电压比较电路适于依据所述电压发送控制信号控制所述加热电路进行加热。

在本实用新型较佳的实施例中，所述温度信号采集电路包括NTC温度传感器以及第一电阻；

所述第一电阻的一端与第一电源电性连接，另一端通过NTC温度传感器接地；

所述电压比较电路电性连接于所述第一电阻与所述NTC温度传感器之间。

在本实用新型较佳的实施例中，所述温度信号采集电路还包括第一电容；

所述第一电容与所述NTC温度传感器并联。

在本实用新型较佳的实施例中，所述电压比较电路包括电压比较器；

所述电压比较器的第一端与所述第一电源电性连接；

所述电压比较器的第二端接地；

所述电压比较器的第三端电性连接于所述第一电阻与所述NTC温度传感器之间；

所述电压比较器的第四端与所述加热电路电性连接。

在本实用新型较佳的实施例中，所述低温自动预热装置还包括与所述电压比较电路电性连接的基准电压电路；

所述基准电压电路适于为所述电压比较电路提供基准电压；

所述电压比较电路适于当温度信号采集电路发送的所述电压大于所述基准电压时发送控制信号控制所述加热电路进行加热。

在本实用新型较佳的实施例中，所述低温自动预热装置还包括光耦隔离电路；

所述电压比较电路通过所述光耦隔离电路与所述加热电路电性连接；

所述光耦隔离电路适于将所述控制信号进行光电隔离处理后发送给所述加热电路。

在本实用新型较佳的实施例中，所述光耦隔离电路包括光耦、第二电阻以及开关管；

所述光耦的第一端与所述电压比较电路电性连接；

所述光耦的第二端接地；

所述光耦的第三端与所述开关管的第一极电性连接；

所述光耦的第四端通过所述第二电阻与第二电源电性连接；

所述开关管的第二极通过所述加热电路与所述第二电源电性连接；以及

所述开关管的第三极接地。

在本实用新型较佳的实施例中，所述光耦隔离电路还包括稳压二极管以及滤波电容；

所述光耦的第四端还与所述稳压二极管的阴极电性连接；

所述稳压二极管的阳极接地；以及

所述滤波电容并联于所述稳压二极管的两端。

在本实用新型较佳的实施例中，所述光耦隔离电路还包括第三电阻；

所述第三电阻电性连接于所述光耦的第三端以及所述开关管的第一极之间后接地。

本实用新型实施例还提供了一种低温自动预热系统，所述低温自动预热系统包括紧急逆变器以及上述的低温自动预热装置；

所述低温自动预热装置适于给所述紧急逆变器加热。

相对于现有技术，本实用新型实施例具有以下有益效果：

本实用新型实施例提供了一种低温自动预热装置及系统，低温自动预热装置包括温度信号采集电路、电压比较电路以及加热电路；温度信号采集电路、电压比较电路以及加热电路依次电性连接；温度信号采集电路适于将采集到的温度信号转化为电压发送给电压比较电路；电压比较电路适于依据电压发送控制信号控制加热电路进行加热。该装置电路结构简单，成本低，在低温环境下，确保紧急逆变器运行在其标称温度范围内。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1示出了本实用新型实施例所提供的一种低温自动预热装置的方框示意图。

图2示出了本实用新型实施例所提供的一种低温自动预热装置的电路原理图。

图中：100-低温自动预热装置；110-温度信号采集电路；120-基准电压电路；130-电压比较电路；140-光耦隔离电路；150-加热电路。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

实施例

请参阅图1，本实用新型实施例提供了一种低温自动预热装置100。低温自动预热装置100包括温度信号采集电路110、电压比较电路130以及加热电路150。所述温度信号采集电路110、所述电压比较电路130以及所述加热电路150依次电性连接。

在本实施例中，所述温度信号采集电路110适于将采集到的温度信号转化为电压发送给所述电压比较电路130；所述电压比较电路130适于依据所述电压发送控制信号控制所述加热电路150进行加热。

在本实施例中，所述低温自动预热装置100还包括与所述电压比较电路130电性连接的基准电压电路120。所述基准电压电路120适于为所述电压比较电路130提供基准电压；所述电压比较电路130适于当温度信号采集电路110发送的所述电压大于所述基准电压时发送控制信号控制所述加热电路150进行加热。电路结构简单，器件较少，器件利用率高，成本低，电路稳定可靠性高。

在本实施例中，所述低温自动预热装置100还包括光耦隔离电路140。

所述电压比较电路130通过所述光耦隔离电路140与所述加热电路150电性连接；所述光耦隔离电路140适于将所述控制信号进行光电隔离处理后发送给所述加热电路150。

请参阅图2，所述温度信号采集电路110包括NTC温度传感器RT以及第一电阻R1。所述第一电阻R1的一端与第一电源VCC电性连接，另一端通过NTC温度传感器RT接地；所述电压比较电路130电性连接于所述第一电阻R1与所述NTC温度传感器RT之间。

所述温度信号采集电路110还包括第一电容C1；所述第一电容C1与所述NTC温度传感器RT并联。第一电容C1起到防止电压突变，吸收尖峰电压的作用。

电压比较电路130用于采集第一电阻R1与NTC温度传感器RT的分压后VmTK处的电压。其中NTC温度传感器RT为负温度系数的温度传感器，即，温度越低NTC温度传感器RT的阻值越高，分压后VmTK处的电压越高。

基准电压电路120包括第四电阻R2以及第五电阻R3，第四电阻R2一端与第一电源VCC电性连接，另一端通过第五电阻R3接地，电压比较电路电性130连接于第四电阻R2以及第五电阻R3之间，用于采集Verf处的电压，即基准电压。

通过第四电阻R2以及第五电阻R3分压提供基准电压，电压比较电路130适于当温度信号采集电路110发送的电压即VmTK处的电压大于基准电压时，发送控制信号控制加热电路150进行加热。

所述电压比较电路130包括电压比较器U1；所述电压比较器U1的第一端与所述第一电源VCC电性连接；所述电压比较器U 1的第二端接地；所述电压比较器U1的第三端电性连接于所述第一电阻R1与所述NTC温度传感器RT之间；所述电压比较器U1的第四端与所述加热电路150电性连接。电压比较器U1的第五端电性连接于第四电阻R2以及第五电阻R3之间。

电压比较器U1适于将基准电压(即Vref处的电压)与温度信号采集电路发送的电压(即VmTK处的电压)进行比对。

电压比较电路130还包括发光二极管D1以及第六电阻R4，电压比较器U1的第四端依次通过发光二极管D1以及第六电阻R4与加热电路150电性连接。当基准电压(即Vref处的电压)不大于温度信号采集电路发送的电压(即VmTK处的电压)的发光二极管D1导通，此时加热电路150工作进行加热。

在本实施例中，所述光耦隔离电路140包括光耦G01、第二电阻R01以及开关管V01；所述光耦G01的第一端与所述电压比较电路130电性连接；所述光耦G01的第二端接地；所述光耦G01的第三端与所述开关管V01的第一极1电性连接；所述光耦G01的第四端通过所述第二电阻R01与第二电源VI电性连接；所述开关管V01的第二极2通过所述加热电路150与所述第二电源VI电性连接；以及所述开关管V01的第三极3接地。其中开关管V01为功率开关MOS管。

所述光耦隔离电路140还包括稳压二极管D01以及滤波电容C01；所述光耦G01的第四端还与所述稳压二极管D01的阴极电性连接；所述稳压二极管D01的阳极接地；以及所述滤波电容C01并联于所述稳压二极管D01的两端。

所述光耦隔离电路140还包括第三电阻R02；所述第三电阻R02电性连接于所述光耦G01的第三端以及所述开关管V01的第一极1之间后接地。第三电阻R02起限压放电作用。

加热电路150包括二极管D02以及加热电阻R00,加热电阻R00电性连接于第二电源VI及开关管V01的第二极2之间，二极管D02与电阻R00并联，二极管D02的阴极与第二电源VI电性连接，二极管D02的阳极与开关管V01的第二极2电性连接。二极管D02用于防止静电或高压对电路的损害。

工作原理如下：

当温度为T时，基准电压(即Vref处的电压)小于温度信号采集电路发送的电压(即VmTK处的电压)，此时，电压比较器U1输出高电平，发光二极管D1导通，光耦G01导通，此时稳压二极管D01负极电压(即VD处的电压)传递到开关管V01的第一极1，此时稳压二极管D01负极电压大于开关管V01的动作电压，开关管V01导通，加热电阻R00接地开始发热。

当温度上升到正常工作温度时，VmTK<Vref，电压比较器U1输出低电平，发光二极管D1变暗，光耦G01截止，此时开关管V01的第一极1接地，开关管V01断开，加热电阻R00停止发热。

其中，稳压二极管D01负极电压小于VI*R02/(R01+R02)。

本实用新型还提供了一种低温自动预热系统，所述低温自动预热系统包括紧急逆变器以及低温自动预热装置100；所述低温自动预热装置100适于给所述紧急逆变器加热。

综上所述，本实用新型提供了一种低温自动预热装置及系统，低温自动预热装置包括温度信号采集电路、电压比较电路以及加热电路；温度信号采集电路、电压比较电路以及加热电路依次电性连接；温度信号采集电路适于将采集到的温度信号转化为电压发送给电压比较电路；电压比较电路适于依据电压发送控制信号控制加热电路进行加热。该装置电路结构简单，成本低，在低温环境下，确保紧急逆变器运行在其标称温度范围内。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。