一种用于PCR仪加热器件的过热保护电路及装置的制作方法

本技术涉及pcr仪加热器件领域，尤其是涉及一种用于pcr仪加热器件的过热保护电路及装置。

背景技术：

1、pcr仪是利用聚合酶链反应技术对特定核酸靶标扩增的一种仪器设备，被广泛运用于科学和临床诊断。pcr技术的原理类似于核酸的天然复制过程，由变性、退火、延伸三个基本反应构成。核酸在pcr仪中的变性，退火和延伸都离不开pcr仪的加热器件。pcr仪中的加热器对核酸样本加热的准确性、一致性和稳定性会直接影响到pcr反应的效率。然而加热器件如果出现不受控状况，持续加热，轻则导致待测样本失效，重则引起仪器起火，造成不可挽救的火灾。pcr仪的加热仪器空间较小，常规的过热保护器和热保险丝体积太大，安装空间不足；并且常规的过热保护器和热保险丝启动过热保护之后，加热器的驱动电路不能实时得到反馈并发出警报。且常规的过热保护器，保护温度和自恢复温度是固定的，保护温度和自恢复温度有局限性，并不能满足部分特殊需求。

2、公开号为cn114069557a的中国专利公开了一种提高过热检测的准确性的过热保护电路以及开关调节器。开关调节器具备过热保护电路，该过热保护电路具备：第一晶体管，其能够根据输入电压的电压电平而切换导通状态和截止状态；以及第一npn晶体管，其能够根据供给到基极的参照电压的电压电平而切换导通状态和截止状态，参考电压的温度特性具有零以上的温度系数。但是该专利中的过热保护电路无法有效的对pcr仪加热器件加热过程进行相应的保护。

3、因此，需要设计一种在对加热器件过热保护且出现问题时，能有及时有效的向控制系统发出报警，提醒操作人员注意防护，提高安全性和过热保护效果。

技术实现思路

1、基于上述技术问题，本实用新型提供了一种用于pcr仪加热器件的过热保护电路及装置，解决了常规过热保护电路在保护温度、自恢复温度方面的局限性，以及加热器的驱动电路不能实时得到反馈并发出警报的问题。

2、为了实现本实用新型的目的，本实用新型采用的技术方案如下：

3、一种用于pcr仪加热器件的过热保护电路，包括第一运算放大器、第二运算放大器，第一运算放大器和第二运算放大器分别构成两个比较电路，第一运算放大器的第三引脚连接第二运算放大器的第五引脚，且第三引脚和第五引脚共同与连接器连接；

4、还包括电源控制模块、温度控制模块和报警模块，

5、电源控制模块连接第一运算放大器输出端，第一运算放大器搭建的比较电路输出端对应设有报警模块，第二运算放大器输出端连接温度控制模块、电源控制模块和报警模块。

6、基于上述技术方案，更进一步地，所述连接器为ntc连接器；所述第一运算放大器的第二引脚连接第二电阻和第六电阻，第二电阻和第六电阻连接，且第二电阻一端连接电源，第六电阻的一端接地；且从第二电阻和第六电阻的连接点位置至第一运算放大器的第二引脚之间设有第四电容，第四电容一端接地。所述第二运算放大器设有第五引脚和第六引脚，从第二运算放大器和第一运算放大器的连接点位置至第二运算放大器的第五引脚之间设有第十六电阻，第十六电阻一端接地，第十六电阻另一端和第六引脚之间设有第十二电容，第十二电容一端接地；第二运算放大器第六引脚连接第十三电阻和第十四电阻，第十三电阻和第十四电阻连接，第十三电阻一端连接电源，第十四电阻一端接地；从第十三电阻和第十四电阻的连接点位置至第六引脚之间设有第十一电容，第十一电容一端接地。

7、基于上述技术方案，更进一步地，所述连接器为ptc连接器；所述第一运算放大器的第三引脚连接第二电阻和第六电阻，第二电阻和第六电阻连接，且第二电阻一端连接电源，第六电阻的一端接地；且从第二电阻和第六电阻的连接点位置至第一运算放大器的第三引脚之间设有第四电容，第四电容一端接地。所述第二运算放大器设有第六引脚和第五引脚，从第二运算放大器和第一运算放大器的连接点位置至第二运算放大器的第六引脚之间设有第十六电阻，第十六电阻一端接地，第十六电阻另一端和第六引脚之间设有第十二电容，第十二电容一端接地；第二运算放大器第五引脚连接第十三电阻和第十四电阻，第十三电阻和第十四电阻连接，第十三电阻一端连接电源，第十四电阻一端接地；从第十三电阻和第十四电阻的连接点位置至第五引脚之间设有第十一电容，第十一电容一端接地。

8、基于上述技术方案，更进一步地，所述电源控制模块包括第一mos管、第二mos管和第三mos管；所述第一运算放大器的输出端连接第三mos管的漏极，第三mos管的漏极还连接第二mos管的栅极，第二mos管的漏极连接第一mos管的栅极和第一mos管的源极，且第一mos管的栅极和第一mos管的源极之间设有第一电阻。

9、基于上述技术方案，更进一步地，所述第一运算放大器输出端和第三mos管的漏极之间还设有第七电阻，第七电阻和第一运算放大器输出端之间设有第一二极管，第一二极管的正极连接第一运算放大器输出端，第一二极管的负极连接第三电阻，第三电阻连接第四电阻和mcu，且第四电阻一端接地。

10、基于上述技术方案，更进一步地，mcu的一个引脚连接继电器的五引脚，继电器的三引脚连接第二运算器的第六引脚。

11、基于上述技术方案，更进一步地，所述温度控制模块包括第四mos管、第五mos管和继电器；所述第二运算放大器的输出端连接第三mos管的栅极和第五mos管的栅极，第五mos管的漏极连接第四mos管的栅极和第四mos管的漏极，且第四mos管的栅极和第四mos管的漏极之间设有第十电阻，第四mos管的源极连接继电器。

12、基于上述技术方案，更进一步地，第四mos管的栅极还连接第十电容一端，第十电容另一端与第四mos管的漏极共同连接到继电器的一引脚，继电器的八引脚接地，第十电容另一端还连接第二二极管的负极，第二二极管的正极连接第一继电器的八引脚和接地。

13、一种用于pcr仪加热器件的过热保护装置，包括过热保护电路和温度传感器，所述过热保护电路通过导线连接温度传感器，温度传感器探头端接触加热器件。

14、与现有技术相比，本实用新型的有益效果具体体现在：

15、(1)本实用新型设置的过热保护电路可对温度传感器的断路、短路和过热情况进行检测，并且将检测结果通过电信号传送给mcu，mcu接收信号后对外发出警报；且过热保护电路，在检测到温度传感器信号异常时，比如断路、短路和过热，则直接通过截止第二mos管，并通过截止第二mos管去截止第一mos管，从而切断+24v和+24v_heater的连接，进而切断加热器件驱动电路的供电端，并且能够同时通过mcu向系统发出警报，使加热器件无法加热，从源头断电的方式实现对加热器件过热保护，保障设备安全。

16、(2)本实用新型中的温度传感器采用热敏电阻温度传感器，以根据需求任意选择，不局限于一种尺寸或者一种类别，灵活多变，可以满足不同的需求。

技术特征：

1.一种用于pcr仪加热器件的过热保护电路，其特征在于，包括第一运算放大器、第二运算放大器，第一运算放大器和第二运算放大器分别构成比较电路，第一运算放大器的第三引脚连接第二运算放大器的第五引脚，且第三引脚和第五引脚共同与连接器连接；

2.根据权利要求1所述的一种用于pcr仪加热器件的过热保护电路，其特征在于，所述连接器为ntc连接器；第一运算放大器的第二引脚连接第二电阻和第六电阻，第二电阻和第六电阻连接，且第二电阻一端连接电源，第六电阻的一端接地；且从第二电阻和第六电阻的连接点位置至第一运算放大器的第二引脚之间设有第四电容，第四电容一端接地。

3.根据权利要求2所述的一种用于pcr仪加热器件的过热保护电路，其特征在于，所述第二运算放大器设有第五引脚和第六引脚，从第二运算放大器和第一运算放大器的连接点位置至第二运算放大器的第五引脚之间设有第十六电阻，第十六电阻一端接地，第十六电阻另一端和第六引脚之间设有第十二电容，第十二电容一端接地；第二运算放大器第六引脚连接第十三电阻和第十四电阻，第十三电阻和第十四电阻连接，第十三电阻一端连接电源，第十四电阻一端接地；从第十三电阻和第十四电阻的连接点位置至第六引脚之间设有第十一电容，第十一电容一端接地。

4.根据权利要求1所述的一种用于pcr仪加热器件的过热保护电路，其特征在于，所述连接器为ptc连接器；第一运算放大器的第三引脚连接第二电阻和第六电阻，第二电阻和第六电阻连接，且第二电阻一端连接电源，第六电阻的一端接地；且从第二电阻和第六电阻的连接点位置至第一运算放大器的第三引脚之间设有第四电容，第四电容一端接地。

5.根据权利要求4所述的一种用于pcr仪加热器件的过热保护电路，其特征在于，所述第二运算放大器设有第六引脚和第五引脚，从第二运算放大器和第一运算放大器的连接点位置至第二运算放大器的第六引脚之间设有第十六电阻，第十六电阻一端接地，第十六电阻另一端和第六引脚之间设有第十二电容，第十二电容一端接地；第二运算放大器第五引脚连接第十三电阻和第十四电阻，第十三电阻和第十四电阻连接，第十三电阻一端连接电源，第十四电阻一端接地；从第十三电阻和第十四电阻的连接点位置至第五引脚之间设有第十一电容，第十一电容一端接地。

6.根据权利要求1所述的一种用于pcr仪加热器件的过热保护电路，其特征在于，所述电源控制模块包括第一mos管、第二mos管和第三mos管；所述第一运算放大器的输出端连接第三mos管的漏极，第三mos管的漏极还连接第二mos管的栅极，第二mos管的漏极连接第一mos管的栅极和第一mos管的源极，且第一mos管的栅极和第一mos管的源极之间设有第一电阻。

7.根据权利要求6所述的一种用于pcr仪加热器件的过热保护电路，其特征在于，所述第一运算放大器输出端和第三mos管的漏极之间还设有第七电阻，第七电阻和第一运算放大器输出端之间设有第一二极管，第一二极管的正极连接第一运算放大器输出端，第一二极管的负极连接第三电阻，第三电阻连接第四电阻和mcu，且第四电阻一端接地，mcu的一个引脚连接继电器的五引脚，继电器的三引脚连接第二运算器的第六引脚。

8.根据权利要求6所述的一种用于pcr仪加热器件的过热保护电路，其特征在于，所述温度控制模块包括第四mos管、第五mos管和继电器；

9.根据权利要求8所述的一种用于pcr仪加热器件的过热保护电路，其特征在于，第四mos管的栅极还连接第十电容一端，第十电容另一端与第四mos管的漏极共同连接到继电器的一引脚，继电器的八引脚接地，第十电容另一端还连接第二二极管的负极，第二二极管的正极连接第一继电器的八引脚和接地。

10.一种用于pcr仪加热器件的过热保护装置，其特征在于，包括权利要求1-9任一所述的过热保护电路，还包括温度传感器，过热保护电路通过导线连接温度传感器，温度传感器探头端接触待测器件。

技术总结
本技术公开了一种用于PCR仪加热器件的过热保护电路及装置，涉及PCR仪加热器件领域，过热保护电路包括第一运算放大器、第二运算放大器、电源控制模块、温度控制模块和报警模块，第一运算放大器的第三引脚连接第二运算放大器的第五引脚，且第三引脚和第五引脚共同与连接器连接；电源控制模块连接第一运算放大器输出端，第一运算放大器搭建的比较电路输出端对应设有报警模块，第二运算放大器输出端连接温度控制模块、电源控制模块和报警模块。本技术设置的过热保护电路可对温度传感器的断路、短路和过热情况进行检测，并且将检测结果通过电信号传送给MCU，MCU接收信号后对外发出警报，提高了安全性。

技术研发人员：宋韬略
受保护的技术使用者：苏州颐坤生物科技有限公司
技术研发日：20230129
技术公布日：2024/1/12