一种光纤熔接机用高精度控温加热电路的制作方法

本实用新型涉及光纤熔接机领域，具体是一种光纤熔接机用高精度控温加热电路。

背景技术：

光纤在熔接完成后，熔接点比较脆弱、易断。需要用内置钢棒的热缩套管，经过光纤熔接机加热热缩后固定、保护熔接点。光纤熔接机的加热速度、温度的精度是光纤熔接机的两个关键指标，加热速度影响施工进度，温度的稳定性影响热缩质量，波动大会导致断纤的问题。目前的光纤熔接机的加热控制电路是通过采样电路对加热器的温度进行采样，然后将采样电压与参考电压进行比较，比较器的输出控制加热器电源。优点是是电路简单、可靠性高，但是其反馈采样的频率低，检测输出滞后，导致加热器温度出现“过冲”，产生输出扰动误差。光纤熔接机的加热温度波动大，使保护管受热不稳定，热缩后容易出现气泡、扭曲等不良情况，光纤受力不均，容易出现熔接点断裂现象。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种光纤熔接机用高精度控温加热电路，当设定固定温度值后，光纤熔接机的加热片工作至该温度值时，加热器功率减小，不会出现较大的温度波动区间，接近于恒温。

本实用新型的技术方案为：

一种光纤熔接机用高精度控温加热电路，包括有PWM控制器、NTC热敏电阻、场效应管、NPN型三极管和加热片，NTC热敏电阻紧贴于加热片上；所述的PWM控制器的同相输入端与NTC热敏电阻连接，PWM控制器的反相输入端与光纤熔接机主控制器的温度设置D/A输出端连接，PWM控制器的启动输入端与光纤熔接机主控制器的加热控制输出端连接，PWM控制器的开关波形输出端通过NPN型三极管与场效应管的栅极连接，场效应管的漏极与加热片的一端连接，加热片的另一端接地。

所述的NTC热敏电阻通过温度采样电路与PWM控制器的同相输入端连接，所述的温度采样电路包括有电阻R1、电阻R2和电阻R4，所述的电阻R2的一端与NTC热敏电阻连接，电阻R1的一端与+5V供电电源连接，电阻R1的另一端、电阻R2的另一端均与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与PWM控制器的同相输入端连接。

所述的光纤熔接机主控制器的温度设置D/A输出端通过温度参考电压给定电路与PWM控制器的反相输入端连接，所述的温度参考电压给定电路包括有电阻R3、电阻R5、电阻R6和电容C1，所述的电阻R3的一端与光纤熔接机主控制器的温度设置D/A输出端连接，所述的电阻R3的另一端、电阻R5的一端、电阻R6的一端、电容C1的一端均与PWM控制器的反相输入端连接，电阻R5的另一端接地，电阻R6的另一端、电容C1的另一端均与PWM控制器的COMP端口连接。

所述的PWM控制器的定时端包括有与定时电容一端连接的定时电容接入端和与定时电阻一端连接的定时电阻接入端，所述的定时电容包括有电容C3，电容C3的一端与PWM控制器的定时电容接入端连接，电容C3的另一端接地，所述的定时电阻包括有电阻R9和电阻R11，电阻R9的一端与PWM控制器的定时电阻接入端连接，电阻R9的另一端通过电阻R11接地。

所述的PWM控制器的开关波形输出端包括有两路互补输出端，两路互补输出端通过驱动电路与NPN型三极管的基极连接，NPN型三极管的发射极接地，NPN型三极管的集电极与场效应管的栅极连接，场效应管的漏极与加热片的一端连接。

所述的驱动电路包括有电阻R10和电阻R13，电阻R10的一端与PWM控制器的两路互补输出端连接，电阻R13的一端接地，电阻R10的另一端、电阻R13的另一端均与NPN型三极管的基极连接。

PWM控制器选用型号为TL494的PWM控制器；所述的场效应管选用型号为AO4409的场效应管；所述的NPN型三极管选用型号为MMBT3904的NPN贴片三极管。

本实用新型的优点：

本实用新型的PWM控制器有固定频率的采样反馈，反馈修正响应快、时间短，精准地控制加热片温度的“过冲”与“下冲”，减小输出扰动误差，从而精准的控制加热片的温度在设定值。PWM控制器的同向输入端和反向输入端，且共模输入范围为-0.3V到VCC-2V，可以用最小的电压输入范围，控制精准的脉冲宽度。

附图说明

图1是本实用新型的电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

见图1，一种光纤熔接机用高精度控温加热电路，包括有型号为TL494的PWM控制器N1、NTC热敏电阻、型号为AO4409的场效应管V1、NPN型三极管V2和加热片H，NTC热敏电阻连接于加热片H上；

NTC热敏电阻通过温度采样电路与PWM控制器N1的同相输入端即引脚1连接，温度采样电路包括有电阻R1、电阻R2和电阻R4，电阻R2的一端与NTC热敏电阻连接，电阻R1的一端与+5V供电电源连接，电阻R1的另一端、电阻R2的另一端均与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与PWM控制器N1的同相输入端即引脚1连接；

光纤熔接机主控制器的温度设置D/A输出端HEATREF通过温度参考电压给定电路与PWM控制器N1的反相输入端即引脚2连接，温度参考电压给定电路包括有电阻R3、电阻R5、电阻R6和电容C1，电阻R3的一端与光纤熔接机主控制器的温度设置D/A输出端HEATREF连接，电阻R3的另一端、电阻R5的一端、电阻R6的一端、电容C1的一端均与PWM控制器N1的反相输入端即引脚2连接，电阻R5的另一端接地，电阻R6的另一端、电容C1的另一端均与PWM控制器N1的COMP端口即引脚3连接；

PWM控制器N1的启动输入端即引脚4与光纤熔接机主控制器的加热控制输出端HEATSW连接；

PWM控制器N1的定时端包括有与定时电容一端连接的定时电容接入端即引脚5和与定时电阻一端连接的定时电阻接入端即引脚6，定时电容包括有电容C3，电容C3的一端与PWM控制器N1的定时电容接入端即引脚5连接，电容C3的另一端接地，定时电阻包括有电阻R9和电阻R11，电阻R9的一端与PWM控制器N1的定时电阻接入端即引脚6连接，电阻R9的另一端通过电阻R11接地；

PWM控制器N1的开关波形输出端包括有两路互补输出端即引脚9和引脚10，PWM控制器的引脚9和引脚10均通过驱动电路与NPN型三极管V2的基极连接，NPN型三极管V2的发射极接地，NPN型三极管V2的集电极与场效应管V1的栅极连接，场效应管V1的漏极与加热片H的一端连接,加热片H的另一端接地；驱动电路包括有电阻R10和电阻R13，电阻R10的一端与PWM控制器N1的引脚9和引脚10连接，电阻R13的一端接地，电阻R10的另一端、电阻R13的另一端均与NPN型三极管V2的基极连接。

加热片H采用陶瓷电加热片，NTC热敏电阻紧贴加热片装配，并敷以导热胶。NTC热敏电阻能高效吸收热量，温度变化与被加热物同步，提高了温度检测精度。

场效应管V1作为电源通断控制器，控制加热片H的工作时间，从而到达调整加热片功率的目的。

当PWM控制器N1的引脚4输入的为低电平时，加热电路开始工作，9脚、10脚输出开关波形。当PWM控制器N1的开关波形输出端输出高电平时，NPN型三极管V2导通，拉低场效应管V1的栅极，场效应管V1导通，加热片H通电开始工作。刚开始工作时，加热片H温度为常温，NTC热敏电阻的分压远低于设定温度电压，PWM控制器N1放大这一差值，输出占空比接近100％的PWM脉冲，加热片H以最大功率工作；当温度上升一定值时，热敏电阻NTC的采样电压变小，PWM控制器N1引脚1的输入电压变小，PWM控制器N1输出的PWM脉宽占空比减小，加热片H工作时间减小，加热功率变小；当加热片H温度上升到设定的温度值时，热敏电阻NTC的采样电压与温度设定电压相等，PWM控制器N1输出的PWM脉冲占空比接近于0，加热片H工作时间降到最低，加热功率等于自然耗散功率，加热片H的温度在设定温度附近，但是由于在每个开关周期内均检测加热片H的温度，并根据温度调整加热片H的导通时间，因此加热片H的温度波动会非常小。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。