基于sopc的温度控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及自动控制领域，特别涉及一种基于SOPC的温度控制系统。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的迅猛发展，各个领域对温度控制系统的精度、稳定性等要求越来越高，控制系统也千变万化。电阻炉广泛应用于各行各业，其温度控制通常采用模拟或数字调节仪表进行调节。
[0003]这种方式的虽能达到预期效果，但是存在各种缺点，例如控制的温度不精确，温度达不到要求，而且调节时间长。
【实用新型内容】
[0004]有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种基于SOPC的温度控制系统。
[0005]本实用新型的目的是通过这样的技术方案实现的，一种基于SOPC的温度控制系统，包括微控制器、温度检测单元、驱动单元、制冷制热单元和人机交互单元；所述温度检测单元与微控制器连接，用于检测环境温度；所述驱动单元连接于微控制器与制冷制热单元之间，用于驱动制冷制热单元工作；所述人机交互单元与微控制器连接，用于完成温度的设定与显不O
[0006]优选的，该温度控制系统还包括遥控器和与遥控器配合使用的红外接收头，所述红外接收头与微控制器连接。
[0007]优选的，所述人机交互单元包括按键模块和显示模块。
[0008]优选的，所述驱动单元包括PWM芯片和开关单元，所述PWM芯片控制开关单元的通断。
[0009]优选的，所述驱动单元还包括储能单元和滤波单元，所述储能单元连接于开关单元与滤波单元之间，所述滤波单元用于对储能单元输出至制冷制热单元的电能进行滤波。
[0010]优选的，所述开关单元为固态继电器。
[0011]优选的，所述开关单元为功率开关单元，所述功率开关单元包括三极管Q3?Q4、电阻R4?R5，所述储能单元为电感LI，所述滤波单元包括Cl?C4，所述驱动单元还包括三极管Ql?Q2、电阻Rl?R3，所述PWM芯片的输出端与三极管Ql的基极连接，三极管Ql的集电极经电阻Rl接Vcc，三极管Ql的发射极发电阻R2接地，三极管Ql的发射极与三极管Q2的基极连接，三极管Q2的集电极经电阻R3接Vcc，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极与三极管Q3的基极连接，三极管Q3的发射极接Vcc，三极管Q3的集电极与三极管Q4的基极连接，三极管Q4的集电极经电阻R5接Vcc，三极管Q4的发射极经二极管Dl接地且二极管Dl的正极接地，三极管Q4的基极经电阻R4与电感LI的一端连接，电感LI的另一端接电容Cl、C3，电容Cl经电容C2接地，电容C3经电容C4接地。
[0012]由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下的优点:
[0013]不仅可以快速、准确地进行温度控制，而且控制方法简单，不需要非常专业的操作员便可以实现检测，能将数据传到PC机上，省去了人工抄写数据的麻烦。
【附图说明】
[0014]为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中:
[0015]图1为本实用新型结构框图；
[0016]图2为驱动单元结构框图；
[0017]图3为驱动单元的具体电路图；
[0018]图4为开关单元的电路图。
【具体实施方式】
[0019]以下将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。
[0020]如图1所示，一种基于SOPC的温度控制系统，包括微控制器，
[0021]温度检测单元，用于检测环境温度并把检测到的数据传送给微控制器，所述微控制器将温度数据通过串口传递到PC机上；
[0022]驱动单元，用于驱动制冷制热单元工作；
[0023]制冷制热单元，用于目标温度进行加热或降温；
[0024]人机交互单元，用于完成温度的设定与显示。
[0025]在本实施例中，微处理器采用EP2C35F672C6，温度检测单元为DS18B20温度传感器。
[0026]优选的，所述人机交互单元包括按键模块和显示模块，按键模块用于完成温度的设定，显示模块用于显示采集到的温度数据。
[0027]上述实施方式，用按键模块完成温度近距离的设定，作为另一种实施方式，该温度控制系统还包括遥控器和与遥控器配合使用的红外接收头，所述红外接收头与微控制器连接，该实施方式用于完成温度远距离设定。
[0028]优选的，所述开关单元为固态继电器。如图2所示，为采用固态继电器作为开关单元的结构图。其中I为微处理器，2为固态继电器，3为电源，4为制热制冷单元，21是制冷控制的固态继电器，22是制热控制的固态继电器。
[0029]如图3所示，所述驱动单元包括PWM芯片和开关单元，所述PWM芯片控制开关单元的通断。本实施例米用PWM实现对开关单兀的精确控制，因而提尚开关单兀的利用率，减少了功率的损耗。
[0030]作为对本实施例的改进，所述驱动单元还包括储能单元和滤波单元，所述储能单元连接于开关单元与滤波单元之间，所述滤波单元用于对储能单元输出至制冷制热单元的电能进行滤波。
[0031 ] 所述储能单元用于存储所述开关单元输出的电能并向所述加热单元持续地输出电能。由于所述开关单元在脉冲信号一个周期内只有部分时间输出功率，所以功率开关单元是以一段一段的形式输出电能，本实施例的储能单元存储所述一段一段的形式的电能并以连续输出的方式输出电能至所述制热制冷单元。
[0032]此外本实施例的滤波单元用于对所述储能单元输出的电能进行滤波，从而滤除其中的干扰信号或噪声等，从而得到纯净的电能输出。
[0033]如图4所示，所述开关单元为功率开关单元，所述功率开关单元包括三极管Q3?Q4、电阻R4?R5，所述储能单元为电感LI，所述滤波单元包括Cl?C4，所述驱动单元还包括三极管Ql?Q2、电阻Rl?R3，所述PWM芯片的输出端与三极管Ql的基极连接，三极管Ql的集电极经电阻Rl接Vcc，三极管Ql的发射极发电阻R2接地，三极管Ql的发射极与三极管Q2的基极连接，三极管Q2的集电极经电阻R3接Vcc，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极与三极管Q3的基极连接，三极管Q3的发射极接Vcc，三极管Q3的集电极与三极管Q4的基极连接，三极管Q4的集电极经电阻R5接Vcc，三极管Q4的发射极经二极管Dl接地且二极管Dl的正极接地，三极管Q4的基极经电阻R4与电感LI的一端连接，电感LI的另一端接电容Cl、C3，电容Cl经电容C2接地，电容C3经电容C4接地。
[0034]所述滤波单元由电解电容Cl?C4构成，从而滤除电感LI输出电能中的干扰或噪声等。此外技术人员还可以根据实际设计需要和要求对所述电解电容的结构进行改变，例如简化为一个电解电容等。而且所述电感LI和电解电容Cl?C4以及二极管Dl共同构成一斩波电路，因而进一步地实现了电能的连续输出。
[0035]本实施例的工作原理如下:
[0036]PWM芯片U2输出的脉冲宽度，此后通过三极管Ql和三极管Q2电平转换，从而控制三极管Q3的开关，所述三极管Q3用于控制所述功率开关管Q4的开关，从而实现功率以一段一段的形式输出。
[0037]然后通过斩波电路的电感LI储存电能，然后经电解电容Cl?C4对电感LI连续地输出电能进行滤波，并输出至制热制冷单元。
[0038]而且本实施例的储能单元将功率开关管输出的一段一段的电能以连续的方式输出，所以当输出脉冲的占空比较小时，可以使得所述功率开关在一个脉冲周期内未开启从而节约功率，减少了功率开关管的功率损耗。所以提高了输出功率的利用率。
[0039]以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种基于SOPC的温度控制系统，其特征在于:包括微控制器、温度检测单元、驱动单元、制冷制热单元和人机交互单元； 所述温度检测单元与微控制器连接，用于检测环境温度； 所述驱动单元连接于微控制器与制冷制热单元之间，用于驱动制冷制热单元工作； 所述人机交互单元与微控制器连接，用于完成温度的设定与显示。
2.根据权利要求1所述的基于SOPC的温度控制系统，其特征在于:该温度控制系统还包括遥控器和与遥控器配合使用的红外接收头，所述红外接收头与微控制器连接。
3.根据权利要求1所述的基于SOPC的温度控制系统，其特征在于:所述人机交互单元包括按键模块和显示模块。
4.根据权利要求1所述的基于SOPC的温度控制系统，其特征在于:所述驱动单元包括PWM芯片和开关单元，所述PWM芯片控制开关单元的通断。
5.根据权利要求4所述的基于SOPC的温度控制系统，其特征在于:所述驱动单元还包括储能单元和滤波单元，所述储能单元连接于开关单元与滤波单元之间，所述滤波单元用于对储能单元输出至制冷制热单元的电能进行滤波。
6.根据权利要求4所述的基于SOPC的温度控制系统，其特征在于:所述开关单元为固态继电器。
7.根据权利要求5所述的基于SOPC的温度控制系统，其特征在于:所述开关单元为功率开关单元，所述功率开关单元包括三极管Q3?Q4、电阻R4?R5，所述储能单元为电感LI，所述滤波单元包括Cl?C4，所述驱动单元还包括三极管Ql?Q2、电阻Rl?R3，所述PWM芯片的输出端与三极管Ql的基极连接，三极管Ql的集电极经电阻Rl接Vcc，三极管Ql的发射极发电阻R2接地，三极管Ql的发射极与三极管Q2的基极连接，三极管Q2的集电极经电阻R3接Vcc，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极与三极管Q3的基极连接，三极管Q3的发射极接Vcc，三极管Q3的集电极与三极管Q4的基极连接，三极管Q4的集电极经电阻R5接Vcc，三极管Q4的发射极经二极管Dl接地且二极管Dl的正极接地，三极管Q4的基极经电阻R4与电感LI的一端连接，电感LI的另一端接电容C1、C3，电容Cl经电容C2接地，电容C3经电容C4接地。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于SOPC的温度控制系统，包括微控制器、温度检测单元、驱动单元、制冷制热单元和人机交互单元；所述温度检测单元与微控制器连接，用于检测环境温度；所述驱动单元连接于微控制器与制冷制热单元之间，用于驱动制冷制热单元工作；所述人机交互单元与微控制器连接，用于完成温度的设定与显示。本实用新型能够精确的控制温度的变化、能将采集的环境温度显示在用户界面上、控制方式简单、可大大地提高控制质量和自动化水平、具有良好的经济效益和推广价值等优点。
【IPC分类】G05D23-20
【公开号】CN204462897
【申请号】CN201520188244
【发明人】颜炜, 张通, 秦伟轩, 廖红华
【申请人】湖北民族学院科技学院
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年3月31日