深低温存储控制器电路板的制作方法

文档序号:16086202发布日期:2018-11-27 22:27阅读:283来源:国知局

本发明涉及存储控制器电路板领域,具体涉及深低温存储控制器电路板。



背景技术:

深低温是指远低于普通制冷工程所达到和应用的温度,深低温设备的用途很广,例如氧液化设备和氢液化设备能生产液氧和液氢,可作为火箭的推进剂;氦液化设备可生产液氦,用于研究超导材料、超导电技术、空间技术等;又如用深低温天然气分离设备可将原料气分离,生产出乙烷、乙烯等轻烃化工原料;深低温空气分离设备可生产氧气和氮气,供冶炼钢铁、制造合成氨等之用等等。深低温存储器广泛运用于医学、生物、军工、科研、电子、远洋等行业。深低温储存器的定义。

现有的深低温储存器如液氮存取器,其能实现的最低温为-196°,深低温储存好,但存在温度不能自由调节的缺陷。

现有的低温冰箱一般温度范围在-25°到-40°;现有的科研用低温冰箱一般温度范围-30°到-85°之间;生物医学工程低温冰箱温度范围在-50°到-85度(或者更低)。他们的共同缺点在于不够低温且控制精度差。



技术实现要素:

鉴于背景技术的不足,本发明所要解决的技术问题是提供可自由调节温度、低温控制范围较大且控制精度高的深低温存储控制器电路板。

为实现上述技术目的,本发明提供了如下技术方案:

深低温存储控制器电路板,包括电路板本体,其特征在于:所述电路板本体上设有MCU处理单元、电源模块单元、信号处理单元、驱动及功率输出单元、上位机监控单元和接口电路单元;

所述MCU处理单元分别与所述电源模块单元、所述信号处理单元、所述驱动及功率输出单元、所述上位机监控单元相连接;

所述电源模块单元包括三路独立控制电源输出单元、输入NTC输出TVS保护电路和防反接接口;

所述信号处理单元包括恒流源电路和隔离运算放大器;

所述驱动及功率输出单元包括双极性SPWM调制电路、驱动调制信号相互监督电路、全N自举升压驱动电路和软硬件双重电流保护电路。

所述MCU处理单元包括驱动电压监测单元、功率器件温度监测单元、输出频率调节单元、输出电压及电流采集单元、上位机监控接口和温控风扇驱动单元。

所述MCU处理单元采用32位微控制器。

所述三路独立控制电源输出单元包括一路15V电源和两路5V电源。

本发明与现有技术相比所具有的有益效果是:能够实现自由调节温度的技术效果,且低温控制范围较大为-270°到0°,温度波动范围控制在为±0.1°,故具有较高的精度。除此之外,本发明从室温启动到达恒温-270°的时间仅为2分钟,恒温时一般功率为100W,最大功率为500W,具有良好的性能和使用效果。

附图说明

本发明有如下附图:

图1为本发明的示意图。

具体实施方式

如图所示,深低温存储控制器电路板,包括电路板本体1,在本实施例中,其直流输入范围30V到80V,功率4W;所述电路板本体1上设有MCU处理单元11、电源模块单元12、信号处理单元13、驱动及功率输出单元14、上位机监控单元15和接口电路单元16。

所述MCU处理单元11分别与所述电源模块单元12、所述信号处理单元13、所述驱动及功率输出单元14、所述上位机监控单元15相连接;所述MCU处理单元11包括驱动电压监测单元、功率器件温度监测单元、输出频率调节单元、输出电压及电流采集单元、上位机监控接口和温控风扇驱动单元。所述MCU处理单元11采用32位微控制器,其电压控制范围为2.5V-5.5V,工作温度在-40°到150°之间。

所述电源模块单元12包括三路独立控制电源输出单元、输入NTC输出TVS保护电路和防反接接口;为保证48V输入电压峰值对电源芯片的冲击,在输入端串入NTC热敏电阻;为防止极端情况下输入48V与输出15v直接串接,在输出端并入TVS瞬态二极管。所述三路独立控制电源输出单元包括一路15V电源和两路5V电源。其中,15V电源用于驱动及功率输出单元14,一5V电源用于MCU控制单元11,另一5V电源用于信号处理单元13。保证各单元采用独立的电源可以实现让干扰减少到最小的技术效果。

所述信号处理单元13包括恒流源电路和隔离运算放大器;恒流源电路选择AZ432AN,保证全温度范围-40°到125°内不超过0.5%的温漂,较传统的TL431提高一倍的精度;隔离运算放大器选用HCPL-788隔离运算放大器,所有电阻选择0.1/100的TCR低温漂电阻;信号处理单元13还包括外接温度检测传感器。

所述驱动及功率输出单元14包括双极性SPWM调制电路、驱动调制信号相互监督电路、全N自举升压驱动电路和软硬件双重电流保护电路,以实现调制信号相互牵制防短的目的。

上位机监控单元15可通过PC上位机对电路板本体1进行设置、监测、控制,以更高效准确地控制电路板本体1的工作。

通过上述技术方案,本发明能够实现自由调节温度的技术效果,且低温控制范围较大为-270°到0°,温度波动范围控制在为±0.1°,故具有较高的精度。除此之外,本发明从室温启动到达恒温-270°的时间仅为2分钟,恒温时一般功率为100W,最大功率为500W,具有良好的性能和使用效果。

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