一种恒温控制温控器的制作方法

本实用新型属于温控器技术领域，尤其涉及一种恒温控制温控器。

背景技术：

近几年各大、中城市轨道交通的不断建设发展，轨道交通车辆各种部件产品市场需求日益强烈，作为冬季城市轨道车辆的重要需求——供热系统，冬季为乘客提供保温保暖热源。而有些轨道车辆空间的狭小的特殊性，无法安装传统供热电暖系统，且传统供热电暖系统体积大，功耗高。

因此，需要一种新型体积小、功率低、发热效高，环保安全的可自身加热供热系统为轨道车辆客室内部冬季提供热源,故需要一种可靠的小巧的温控器为加热系统的加热片提供恒温控制。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本实用新型的目的是提供一种恒温控制温控器，用于时时修正电加热输出功率，以此维持在系统目的标温度，达到系统温度恒定控制的目的，以克服上述现有技术的不足。

本实用新型提供的恒温控制温控器，包括：电源电路模块、电源稳压电路模块、输入信号采集放大器电路模块、中央控制器电路模块、温度拨码开关电路模块、cmos监控电路模块、温度输出电路模块；

其中，所述中央控制器电路模块，包括中央控制器和分控制器，所述中央控制器用于进行总控制及模数计算处理，所述分控制器用于采用pid算法(pid调节器)计算结果，并时时修正电加热输出功率；

其中，所述温度拨码开关电路模块用于设置目标温度；

其中，所述电源电路模块用于控制电源电压；

其中，所述cmos监控电路模块用于监控电源电压、电池故障、中央控制器(微处理器mpu或mp)或分控制器(微控制器mcu或mc或pid调节器)的工作状态；

其中，所述输入信号采集放大器电路模块，用于为温度输出电路模块的高敏温度传感器输入温度反馈信号；

其中，所述电源稳压电路模块由输入稳压电路模块和输出稳压电路模块组成，所述输入稳压电路模块，用于为温控器提供稳定输入电压(输入5.5v到36v直流电压，经过tps5430转换装置，转换为dc24v直流电压)，所述输出稳压电路模块，用于为温控器提供输出电压(采用ams1117-3.3稳压器将dc24v的正向压降为dc3.3v，用于给pcb板中的微电子元器件供电)；

其中，所述温度输出电路模块，用于将外接高敏温度传感器探测的温度反馈给中央控制器电路模块；所述温度输出电路模块的连接端子用于连接高敏温度传感器。

作为优选，为了使温控器能够匹配加热片，实现恒温控制，本实用新型的进一步改进是：增加了加热片控制电路模块、加热片电源输入电路模块和温度启动控制端电路模块；

其中，所述加热片控制电路模块，用于控制每路加热片电流电压和功率容量；

其中，所述加热片电源输入电路模块，用于为加热片提供稳定输入电压(将dc24v输入给加热片电压电流线路)，所述加热片电源输入电路模块的连接端子，用来连接外部加热片；

其中，所述温度启动控制端电路模块，用于控制加热片电源输入电路模块的启动(此模块为控制加热片电源输入电路模块的启动装置，从而实现每路加热片可单独启动升温工作)。

作为优选，为了使温控器能够匹配接车电源，实现车载温控，本实用新型的进一步改进是：增加了接车电源输入电路模块，所述接车电源输入电路模块，用于将车电源接入输入稳压电路模块，所述接车电源输入电路模块外接端子，用来连接车电源线。

作为优选，为了使温控器的电压可视化显示，本实用新型的进一步改进是：增加了电源指示灯电路模块、温控指示灯电路模块；所述电源指示灯电路模块为有电压正常输入时的可视化显示线路，用于控制电压正常输入时指示灯恒亮；其中，所述温控指示灯电路模块作为显示每路温度控制正常工作的可视化显示线路，用于在每路温控正常工作时，控制温控指示灯长亮，当温度上升至所述温度拨码开关电路模块设置的目标温度时，控制温控指示灯熄灭。

作为优选，本实用新型的进一步改进是：所述中央控制器和分控制器采用stm32f103，stm32f103使用高性能的cortextm-m332位的risc内核，工作频率为72mhz，内置高速存储器(高达128k字节的闪存和20k字节的sram)，512kbflash，包含2个12位的adc、3个通用16位定时器和1个pwm定时器；所述温度拨码开关电路模块中的拨码开关采用的是0/1的二进制编码原理。

作为优选，所述中央控制器与所述温度拨码开关电路模块的连接方式包括：所述中央控制器的输出引脚heat1sw1、heat1sw2、heat1sw3、heat1sw4、heat1sw5与所述温度拨码开关电路模块的输入引脚heat1sw1、heat1sw2、heat1sw3、heat1sw4、heat1sw5相连；所述中央控制器的输出引脚heat2sw1、heat2sw2、heat2sw3、heat2sw4、heat2sw5与温度拨码开关电路模块的输入引脚heat2sw1、heat2sw2、heat2sw3、heat2sw4、heat2sw5相连；中央控制器的输出引脚heat3sw1、heat3sw2、heat3sw3、heat3sw4、heat3sw5与温度拨码开关电路模块的输入引脚heat3sw1、heat3sw2、heat3sw3、heat3sw4、heat3sw5相连；中央控制器的输出引脚heat4sw1、heat4sw2、heat4sw3、heat4sw4、heat4sw5与温度拨码开关电路模块的输入引脚heat4sw1、heat4sw2、heat4sw3、heat4sw4、heat4sw5相连；所述中央控制器与所述cmos监控电路模块的连接方式包括：中央控制器的输出引脚rst、mcuwd1与cmos监控电路模块的输入引脚rst、mcuwd1相连。

所述中央控制器与加热片控制电路模块的连接方式包括：

所述中央控制器的输出引脚mcuheat1与加热片控制电路模块的输入引脚mcuheat1相连接，并从输出引脚heat1gnd与温控指示灯电路模块的输入引脚heat1gnd及加热片电源输入电路模块的引脚heat1out相连，其heat1out引脚与加热片电源输入电路模块的引脚heat1out相连；

中央控制器的输出引脚mcuheat2与加热片控制电路模块的引脚mcuheat2相连接，并从引脚heat2gnd输出与温控指示灯电路模块的引脚heat2gnd及加热片电源输入电路模块的引脚heat2out相连，其heat2out引脚与加热片电源输入电路模块的引脚heat2out相连；

中央控制器的输出引脚mcuheat3与加热片控制电路模块的引脚mcuheat3相连接，并从输出引脚heat2gnd与温控指示灯电路模块的引脚heat3gnd及加热片电源输入电路模块的引脚heat3out相连，其heat3out引脚与加热片电源输入电路模块的引脚heat3out相连；

中央控制器的输出引脚mcuheat4与加热片控制电路模块的引脚mcuheat4相连接，并从输出引脚heat4gnd与温控指示灯电路模块的引脚heat4gnd及加热片电源输入电路模块的引脚heat4out相连，其heat4out引脚与加热片电源输入电路模块的引脚heat4out相连；

所述中央控制器与输入信号采集放大器电路模块的连接方式包括：

中央控制器的输出引脚couper_dec1与输入信号采集放大器电路模块的输入引脚couper_dec1相连，其输入引脚couperin1与温度输出电路模块的引脚couperin1相连；

中央控制器的输出引脚couper_dec2与输入信号采集放大器电路模块的输入引脚couper_dec2相连，其输入引脚couperin2与温度输出电路模块的引脚couperin2相连；

中央控制器的输出引脚couper_dec3与输入信号采集放大器电路模块的输入模块couper_dec3相连，其输入引脚couperin3与温度输出电路模块的引脚couperin3相连；

中央控制器的输出引脚couper_dec4与输入信号采集放大器电路模块的输入引脚couper_dec4相连，其输入引脚couperin4与温度输出电路模块的引脚couperin4相连。

作为优选，所述中央控制器的引脚heat_start1、heat_start2、heat_start3、heat_start4与温度启动控制端电路模块的引脚heat_start1、heat_start2、heat_start3、heat_start4相连；接车电源输入电路模块的输出dc24v直流电与输入稳压电路模块的输入引脚vcc_24v相连、并与电源指示灯电路模块的输入引脚vcc_24v相连；输入稳压电路模块的输出引脚vcc5v与输出稳压电路模块的输入引脚vcc5v相连，输出稳压电路模块的输出引脚3.3vcc与分控制器的输入引脚3.3vcc相连，并且与cmos监控电路模块的输入引脚3.3vcc相连，并且与温度拨码开关模块的输入引脚3.3vcc相连。

本实用新型的有益效果如下：本实用新型的温度控制并未采用传统的通断电流来控制温度变换，而是通过搭载的arm芯片模数计算处理，根据拨码开关的设置目标温度，通过数据得出的pid计算公式，时时修正电加热输出功率，以此维持在系统目的标温度，达到系统温度恒定控制的目的。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本实用新型的更全面理解，本实用新型的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为本实用新型的温控器pcb板电路说明图之一。

图2为本实用新型的温控器pcb板电路说明图之二。

图3为本实用新型的温控器pcb板电路说明图之三。

其中的附图标记为：输入稳压电路模块201、输出稳压电路模块202、输入信号采集放大器电路模块3、中央控制器401、分控制器402、温度拨码开关电路模块5、cmos监控电路模块6、温度输出电路模块7、加热片控制电路模块8、加热片电源输入电路模块9、温度启动控制端电路模块10、接车电源输入电路模块11、电源指示灯电路模块12、温控指示灯电路模块13。

具体实施方式

为使本领域技术人员能够更好的理解本实用新型的技术方案及其优点，下面结合附图对本申请进行详细描述，但并不用于限定本实用新型的保护范围。

参阅图1至图3所示：本实施例中的恒温控制温控器，包括：电源电路模块(外部车载电，在此未显示)、电源稳压电路模块2、输入信号采集放大器电路模块3、中央控制器电路模块4、温度拨码开关电路模块5、cmos监控电路模块6、温度输出电路模块7；

其中，所述中央控制器电路模块，包括中央控制器401和分控制器402，所述中央控制器401用于进行总控制及模数计算处理，所述分控制器402用于采用pid算法(pid调节器)计算结果，并时时修正电加热输出功率；

其中，所述温度拨码开关电路模块5用于设置目标温度；

其中，所述电源电路模块(未显示)1用于控制电源电压；

其中，所述cmos监控电路模块6用于监控电源电压、电池故障、中央控制器401(微处理器mpu或mp)或分控制器402(微控制器mcu或mc或pid调节器)的工作状态；

其中，所述输入信号采集放大器电路模块3，用于为温度输出电路模块7的高敏温度传感器输入温度反馈信号；

其中，所述电源稳压电路模块由输入稳压电路模块201和输出稳压电路模块202组成，所述输入稳压电路模块201，用于为温控器提供稳定输入电压(输入5.5v到36v直流电压，经过tps5430转换装置，转换为dc24v直流电压)，所述输出稳压电路模块202，用于为温控器提供输出电压(采用ams1117-3.3稳压器将dc24v的正向压降为dc3.3v，用于给pcb板中的微电子元器件供电)；

其中，所述温度输出电路模块7，用于将外接高敏温度传感器探测的温度反馈给中央控制器电路模块；所述温度输出电路模块7的连接端子用于连接高敏温度传感器。

本实施例中为了使温控器能够匹配加热片，实现恒温控制，增加了加热片控制电路模块8、加热片电源输入电路模块9和温度启动控制端电路模块10；

其中，所述加热片控制电路模块8，用于控制每路加热片电流电压和功率容量；

其中，所述加热片电源输入电路模块9，用于为加热片提供稳定输入电压(将dc24v输入给加热片电压电流线路)，所述加热片电源输入电路模块的连接端子，用来连接外部加热片；

其中，所述温度启动控制端电路模块10，用于控制加热片电源输入电路模块9的启动(此模块为控制加热片电源输入电路模块的启动装置，从而实现每路加热片可单独启动升温工作)。

本实施例中为了使温控器能够匹配接车电源，实现车载温控，增加了接车电源输入电路模块11，所述接车电源输入电路模块11，用于将车电源接入输入稳压电路模块201，所述接车电源输入电路模块11外接端子，用来连接车电源线。

本实施例中为了使温控器的电压可视化显示，增加了电源指示灯电路模块12、温控指示灯电路模块13；所述电源指示灯电路模块12用于电压正常输入时进行可视化显示，并用于控制电压正常输入时指示灯恒亮；其中，所述温控指示灯电路模块13作为显示每路温度控制正常工作的可视化显示线路，用于在每路温控正常工作时，控制温控指示灯长亮，当温度上升至所述温度拨码开关电路模块5设置的目标温度时，控制温控指示灯熄灭。

本实施例中的中央控制器401和分控制器402采用stm32f103，stm32f103使用高性能的cortextm-m332位的risc内核，工作频率为72mhz，内置高速存储器(高达128k字节的闪存和20k字节的sram)，512kbflash，包含2个12位的adc、3个通用16位定时器和1个pwm定时器；所述温度拨码开关电路模块5中的拨码开关采用的是0/1的二进制编码原理。

本实施例中的中央控制器401与所述温度拨码开关电路模块5的连接方式包括：所述中央控制器401的输出引脚heat1sw1、heat1sw2、heat1sw3、heat1sw4、heat1sw5与所述温度拨码开关电路模块5的输入引脚heat1sw1、heat1sw2、heat1sw3、heat1sw4、heat1sw5相连；所述中央控制器401的输出引脚heat2sw1、heat2sw2、heat2sw3、heat2sw4、heat2sw5与温度拨码开关电路模块5的输入引脚heat2sw1、heat2sw2、heat2sw3、heat2sw4、heat2sw5相连；中央控制器401的输出引脚heat3sw1、heat3sw2、heat3sw3、heat3sw4、heat3sw5与温度拨码开关电路模块5的输入引脚heat3sw1、heat3sw2、heat3sw3、heat3sw4、heat3sw5相连；中央控制器401的输出引脚heat4sw1、heat4sw2、heat4sw3、heat4sw4、heat4sw5与温度拨码开关电路模块5的输入引脚heat4sw1、heat4sw2、heat4sw3、heat4sw4、heat4sw5相连；所述中央控制器401与所述cmos监控电路模块6的连接方式包括：中央控制器401的输出引脚rst、mcuwd1与cmos监控电路模块6的输入引脚rst、mcuwd1相连。

本实施例中的中央控制器401与加热片控制电路模块8的连接方式包括：所述中央控制器401的输出引脚mcuheat1与加热片控制电路模块8的输入引脚mcuheat1相连接，并从输出引脚heat1gnd与温控指示灯电路模块13的输入引脚heat1gnd及加热片电源输入电路模块9的引脚heat1out相连，其heat1out引脚与加热片电源输入电路模块9的引脚heat1out相连；

中央控制器401的输出引脚mcuheat2与加热片控制电路模块8的引脚mcuheat2相连接，并从引脚heat2gnd输出与温控指示灯电路模块13的引脚heat2gnd及加热片电源输入电路模块9的引脚heat2out相连，其heat2out引脚与加热片电源输入电路模块9的引脚heat2out相连；

中央控制器401的输出引脚mcuheat3与加热片控制电路模块8的引脚mcuheat3相连接，并从输出引脚heat2gnd与温控指示灯电路模块13的引脚heat3gnd及加热片电源输入电路模块9的引脚heat3out相连，其heat3out引脚与加热片电源输入电路模块9的引脚heat3out相连；

中央控制器401的输出引脚mcuheat4与加热片控制电路模块8的引脚mcuheat4相连接，并从输出引脚heat4gnd与温控指示灯电路模块13的引脚heat4gnd及加热片电源输入电路模块9的引脚heat4out相连，其heat4out引脚与加热片电源输入电路模块9的引脚heat4out相连；

所述中央控制器401与输入信号采集放大器电路模块3的连接方式包括：

中央控制器401的输出引脚couper_dec1与输入信号采集放大器电路模块3的输入引脚couper_dec1相连，其输入引脚couperin1与温度输出电路模块7的引脚couperin1相连；

中央控制器401的输出引脚couper_dec2与输入信号采集放大器电路模块3的输入引脚couper_dec2相连，其输入引脚couperin2与温度输出电路模块7的引脚couperin2相连；

中央控制器401的输出引脚couper_dec3与输入信号采集放大器电路模块3的输入模块couper_dec3相连，其输入引脚couperin3与温度输出电路模块7的引脚couperin3相连；

中央控制器401的输出引脚couper_dec4与输入信号采集放大器电路模块3的输入引脚couper_dec4相连，其输入引脚couperin4与温度输出电路模块7的引脚couperin4相连。

本实施例中的中央控制器401的引脚heat_start1、heat_start2、heat_start3、heat_start4与温度启动控制端电路模块10的引脚heat_start1、heat_start2、heat_start3、heat_start4相连；接车电源输入电路模块11的输出dc24v直流电与输入稳压电路模块201的输入引脚vcc_24v相连、并与电源指示灯电路模块12的输入引脚vcc_24v相连；输入稳压电路模块201的输出引脚vcc5v与输出稳压电路模块202的输入引脚vcc5v相连，输出稳压电路模块202的输出引脚3.3vcc与分控制器402的输入引脚3.3vcc相连，并且与cmos监控电路模块6的输入引脚3.3vcc相连，并且与温度拨码开关模块5的输入引脚3.3vcc相连。

本实施例中的电路连接使用fr4绝缘板上双面敷铜线连接各个pcb板上的元器件。

工作原理：系统通过高敏电子温度传感器反馈的12位模拟量信号，经温控器上搭载的中央控制器401(arm芯片)模数计算处理，再根据温度拨码开关电路模块5设置目标温度，通过分控制器402试验数据得出的pid计算公式，并时时修正电加热输出功率，以此，线性控制负载碳纤维加热片温度维持在系统目标温度，达到系统温度恒定控制的目的。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。