气体监测设备用气室自动加热电路的制作方法

本发明属于电路领域，尤其是涉及一种气体监测设备用气室自动加热电路。

背景技术：

在气体监测设备中，采样气体也就是气室内气体的温度能够较大程度上影响测量结果，所以将气室温度保持在一定范围内显得尤为重要。同时市场对便携式气体监测的需求日益增加，对原有的气室温度控制电路提出了降低功耗和成本的要求。

公开号cn103702460的中国专利公开了一种简易小功率可控加热电路，其以可控功率pmos管为加热器件，功耗较大，热效率低，而且温度控制电路涉及的元件较多，且还需相应的mcu相配合，才能实现对温度的控制，成本较高且电路结构复杂，并不符合低功耗和低成本的市场需求。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提出一种气体监测设备用气室自动加热电路，具体为：

包括n沟道功率场效应管、加热片、npn型开关管、负温度系数的热敏电阻、第一限流电阻、第二限流电阻、分压电阻和稳压二极管；

功率场效应管的源极电连接加热片的一端，加热片的另一端与第二限流电阻的一端并接接电源正极；

功率场效应管的栅极与开关管的集电极之间经第一限流电阻电连接；

开关管的基极分别与分压电阻及热敏电阻的一端电连接；分压电阻的另一端分别与第二限流电阻的另一端和稳压二极管的负极电连接；

稳压二极管的正极、热敏电阻的另一端、开关管的发射极以及功率场效应管的漏极并接接电源负极。

电源正极与加热片和第二限流电阻的并接端之间还串接有一防反二极管。

功率场效应管型号为irf250。

电源电压为12伏，热敏电阻的热敏常数为3950，阻值为50欧；稳压二极管的稳压值为1.2伏；分压电阻与热敏电阻的阻值比为2:1。分压电阻阻值为50欧，热敏电阻阻值为100欧。

所述加热片为mch加热片。

所述加热片的阻值为10欧。

本发明的有益效果为：只需要电源的情况下，就可以同时完成采样及加热控制，无需借助mcu等电路进行控制，有效提高了加热效率，降低了成本。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的电路原理示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明的气体监测设备用气室自动加热电路，发热元件除了功率场效应管q1外，还加入了发热元件pr，从而大大提升发热效率；而温度控制电路更为简单、可靠，无需复杂的控制电路，也无需mcu配合，巧妙的利用了负温度系数的热敏电阻tr1与开关管、稳压二极管和分压电路相配合，即可实现自动控制加热的功能。

如图所示，12v+和12v-为电路提供电源，在第二限流电阻r2的限流下，使得稳压二极管dw1稳压在1.2v。分压电阻r3和热敏电阻tr1分压，这里热敏电阻tr1我们选择负温度系数热敏电阻，b＝3950，r＝50，适用公式rt＝r*exp(b*(1/t1-1/t2))。根据公式可得，当温度由室温25℃下降至10℃时，热敏电阻tr值由50ω升至100.87ω，开关管q2基极电压上升升至0.6v，开关管q2导通。当温度上升时，开关管q2基极处电压下降，当下降至0.5v时开关管q2关闭。

第一限流电阻r1阻值为4.7k，功率场效应管q1采用型号为irf250、发热元件pr采用阻值为10ω的mch加热片，mch加热片的热效率很高，产生的热量有时甚至高于q1，所以不可以再将其忽略，此时加热模块的热量为q1和pr的和，大大提高了加热效率。当开关管q2导通时，q1导通，电流流过q1和pr，产生热能。当q2关闭时，q1关闭，q1和pr中不再有电流流过，加热停止。

q2的基极电压为uq2，dw1的稳压值为udw1,所以有：uq2＝udw1*rtr1/(rtr1+rr3)。q2的导通电压为已知，可以根据自己的需要选择合适的热敏电阻和稳压管dw2，使得q2在理想的温度打开和关闭，实现自动控制加热的功能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.气体监测设备用气室自动加热电路，其特征在于，包括n沟道功率场效应管(q1)、加热片(pr)、npn型开关管(q2)、负温度系数的热敏电阻(tr1)、第一限流电阻(r1)、第二限流电阻(r2)、分压电阻(r3)和稳压二极管(dw1)；

功率场效应管(q1)的源极电连接加热片(pr)的一端，加热片(pr)的另一端与第二限流电阻(r2)的一端并接接电源正极(12v+)；

功率场效应管(q1)的栅极与开关管(q2)的集电极之间经第一限流电阻(r1)电连接；

开关管(q2)的基极分别与分压电阻(r3)及热敏电阻(tr1)的一端电连接；分压电阻(r3)的另一端分别与第二限流电阻(r2)的另一端和稳压二极管(dw1)的负极电连接；

稳压二极管(dw1)的正极、热敏电阻(tr1)的另一端、开关管(q2)的发射极以及功率场效应管(q1)的漏极并接接电源负极(12v-)。

2.根据权利要求1所述的气体监测设备用气室自动加热电路，其特征在于，电源正极与加热片(pr)和第二限流电阻(r2)的并接端之间还串接有一防反二极管(d1)。

3.根据权利要求1所述的气体监测设备用气室自动加热电路，其特征在于，功率场效应管(q1)型号为irf250。

4.根据权利要求1所述的气体监测设备用气室自动加热电路，其特征在于，电源电压为12伏，热敏电阻(tr1)的热敏常数为3950，阻值为50欧；稳压二极管(dw1)的稳压值为1.2伏；分压电阻(r3)与热敏电阻(tr1)的阻值比为2:1。

5.根据权利要求1或4所述的气体监测设备用气室自动加热电路，其特征在于，热敏电阻(tr1)阻值为50欧，分压电阻(r3)阻值为100欧。

6.根据权利要求1所述的气体监测设备用气室自动加热电路，其特征在于，所述加热片(pr)为mch加热片。

7.根据权利要求1或6所述的气体监测设备用气室自动加热电路，其特征在于，所述加热片(pr)的阻值为10欧。

技术总结
本发明提供了一种气体监测设备用气室自动加热电路，包括N沟道功率场效应管(Q1)、加热片(PR)、NPN型开关管(Q2)、负温度系数的热敏电阻(TR1)、第一限流电阻(R1)、第二限流电阻(R2)、分压电阻(R3)和稳压二极管(DW1)；本发明的发热元件除了功率场效应管外，还加入了MCH加热片，从而大大提升发热效率；而温度控制电路更为简单、可靠，无需复杂的控制电路，也无需MCU配合，巧妙的利用了负温度系数的热敏电阻TR1与开关管、稳压二极管和分压电路相配合，即可实现自动控制加热的功能,既可降低成本，也确保了可靠性。

技术研发人员：徐卫;樊海春;张涛;刘金星;李超;郭稳;沈廼桐;薛天成;孙诚;苑海云
受保护的技术使用者：天津同阳科技发展有限公司
技术研发日：2020.12.02
技术公布日：2021.03.16