本实用新型涉及电加热技术领域，具体而言，涉及一种空气电加热控制器。
背景技术：
目前，在很多场景需要用到电加热控制器，例如：加工设备、低温环境以及其他需要保持在特定温度范围的仪器或设备。现有的电加热控制器大多结构复杂、维护困难，不适应在恶劣环境下使用，特别是一般不具有监测反馈和精确加热的功能，或者对环境的监测较为单一，不能精确地对待加热物体进行恰到好处的加热。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种空气加热控制器，其旨在解决现有的电加热控制器结构复杂、加热控制不精准的技术问题。
本实用新型提供一种技术方案：一种空气加热控制器包括电加热控制器、电加热丝和PT100温度传感器；其中，所述电加热控制器包括ARM控制器、电源模块、R/V转换模块、电热丝驱动芯片和CAN通信模块；所述电源模块包括DC/DC转换器和LDO稳压器；
所述电加热丝连接于所述电热丝驱动芯片，所述电热丝驱动芯片连接于所述ARM控制器，所述ARM控制器通过控制所述电热丝驱动芯片对所述电加热丝加热，所述电加热丝用于缠绕在待加热物体上。
优选地，所述PT100温度传感器连接于所述R/V转换模块，所述R/V转换模块连接于所述ARM控制器，所述PT100温度传感器用于采集待加热物体的温度信息、并通过所述R/V转换模块将温度信息发送给所述ARM控制器。
优选地，所述DC/DC转换器连接于所述LDO稳压器，所述LDO稳压器连接于所述ARM控制器、所述电热丝驱动芯片以及所述R/V转换模块，用于为所述ARM控制器、所述电热丝驱动芯片以及所述R/V转换模块提供电能。
优选地，所述CAN通信模块连接于所述ARM控制器，所述CAN通信模块用于将多个所述电加热控制器中的所述ARM控制器联接成环网，并用于连接上位机，将所述ARM控制器采集的信息与上位机进行交互。
优选地，所述ARM控制器采用基于ARM Cortex-M3内核的STM32系列32位闪存微控制器。
优选地，所述电热丝驱动芯片采用DRV102F驱动芯片。
本实用新型提供的电加热控制器的有益效果是：
本实用新型提供的一种空气加热控制器能够在恶劣环境使用，适用性高，实用可靠、经久耐用、使用方便、易于维护、便于拆装，总体性能优良，而且，能够实时反馈待加热物体的温度，从而在ARM控制器的控制下对电加热丝精准地加热。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本实用新型实施例提供的一种空气加热控制器的功能组成框图；
图2为图1中PT100温度传感器采用的四线制接法的连接示意图；
图3为图1中PT100温度传感器采用的调理电路的连接示意图；
图4为图1中电热丝驱动芯片的功能组成框图；
图5为图1中电热丝驱动芯片与ARM控制器和电加热丝的连接示意图；
图6为图1中CAN通信模块的功能组成框图。
图标：电加热控制器100；ARM控制器110、R/V转换模块120、电热丝驱动芯片130；CAN通信模块140；DC/DC转换器150；LDO稳压器160；电加热丝170；PT100温度传感器180。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
图1为本实用新型实施例提供的一种空气加热控制器100的功能组成框图，请参阅图1，本实施例提供了一种空气加热控制器100；空气加热控制器100包括电加热控制器、电加热丝170和PT100温度传感器180；其中，电加热控制器包括ARM控制器110、电源模块、R/V转换模块120、电热丝驱动芯片130和CAN通信模块140，电源模块包括DC/DC转换器150和LDO稳压器160。
电加热丝170连接于电热丝驱动芯片130，电热丝驱动芯片130连接于ARM控制器110，ARM控制器110通过控制电热丝驱动芯片130对电加热丝170加热，电加热丝170用于缠绕在待加热物体上。
ARM控制器110选用意法半导体公司(ST)生产的基于ARM Cortex-M3内核的STM32系列32位闪存微控制器（简称“STM32芯片”），STM32芯片具有较低的功耗，其内核电压为1.8V，芯片电压为3.3V，可以选择睡眠模式、待机模式，保证低功耗应用的要求；相对于ARM系列的其他芯片，STM32芯片运行速度更快，工作频率最高可达72MHz，其包含的8个定时器最多可以产生28通道PWM信号，方便用于电磁阀170控制；其具有USB,CAN和串口等通信接口，可与多种通信接口进行通信，其还包含3个12位模数转化器和2通道的12位数模转换器。
ARM控制器110主要完成以下功能：
1）对电加热丝170的功率控制；
2）收取PT100温度传感器180测量的温度信息，实时反馈电加热丝170的加热功率；
3）与上位机通信。
电加热丝170选用进口铁氟龙电热丝，表面具有透明绝缘层，电热丝额定供电电压为48V，功率最大为200W，电阻选取为15欧左右，电加热丝170与待加热物体紧密贴合, 电加热丝170的加热面采用导热胶促进导热,散热面采用隔热材料进行保温处理。
电热丝驱动芯片130选用Texas Instruments 的DRV102F驱动芯片来控制电加热丝170加热。DRV102F驱动芯片的负载工作电压为8V至60 V，最大输出电流为2A，而且较低的导通内阻又能保证低功耗，内部自带故障保护，实现限流超温保护；DRV102F驱动芯片（电热丝驱动芯片130）的功能组成框图如图4所示；DRV102F驱动芯片（电热丝驱动芯片130）与ARM控制器110和电加热丝170的连接示意图如图5所示；图5中，DRV102芯片通过引脚1实现对输出OUT电压的调节，来实现对电加热丝170的供电电压变化；INA138芯片或INA168芯片实现对电热丝工作电流的检测，从而实现对电加热功率的监测。
PT100温度传感器180连接于R/V转换模块120，R/V转换模块120连接于ARM控制器110，PT100温度传感器180用于采集待加热物体的温度信息、并通过R/V转换模块120将温度信息发送给ARM控制器110。
PT100温度传感器180为热电阻传感器，PT100温度传感器180采用四线制进行测量，四线制接法如图2所示，电路回路和电压测量回路独立分开，测量精度高；PT100温度传感器180采用恒流激励法进行测量，其采用的调理电路由恒流源电路和放大滤波电路两部分组成，如图3所示；恒流源电路输出一个恒定的电流，作为PT100温度传感器180的激励源，电流大小为1.2mA，采用单级放大，放大倍数为20倍，将微弱信号放大到合适的电压范围，滤波器为RC滤波，共模低通滤波截止频率为80Hz。
调理输出电压与PT100温度传感器180的关系：Vout=1.2mA*R*20，对于±50℃范围的温度，调理电压输出在1.9V至2.87V范围内，每0.2℃温度变化产生1.85mV电压变化，利用STM32芯片（ARM控制器110）自带的12位AD转换器进行采集，满足0.2℃的采集精度，实测测量精度达到±0.15℃。
PT100温度传感器180采集的温度信息为电阻值信号，R/V转换模块120将PT100温度传感器180采集的电阻信号转换成电压值信号，从而被ARM控制器110识别；R/V转换模块120还能够克服由输入引线所造成的测量误差。
DC/DC转换器150连接于LDO稳压器160，LDO稳压器160连接于ARM控制器110、电热丝驱动芯片130以及R/V转换模块120，用于为ARM控制器110、电热丝驱动芯片130以及R/V转换模块120提供电能。
电源模块采用DC/DC转换器150和LDO稳压器160的组合，实现对ARM控制器110中需要的24V、5V、3.3V等电源供电；根据ARM控制器110中负载所需电流的估算，DC/DC转换器150选用凌特公司的LT3992，LT3992是单片式、双通道跟踪、3A 降压型开关稳压器；其具有宽输入范围3V 至 60V；具同步时钟输出的可调/可同步的固定频率操作：250kHz 至 2MHz；灵活的输出电压跟踪；低压差：95%最大占空比。
LDO稳压器160选用LT1083系列正可调稳压器，以提供3A 输出电流，其所有内部电路均能够在低至 1V 的输入至输出差分电压条件下运作，压差在最大输出电流条件下保证为 1.5V (最大值)，并在较低负载电流时有所减小，芯片内修整把输出电压准确度调节至 1%。对电流限值也进行了修整，从而最大限度地减小了过载条件下稳压器和电源电路上承受的应力。
CAN通信模块140连接于ARM控制器110，CAN通信模块140用于将多个空气加热控制器100中的ARM控制器110联接成环网，并用于连接上位机，将ARM控制器110采集的信息与上位机进行交互；CAN通信模块140采用TJA1050芯片，CAN通信模块140的功能组成框图如图6所示；每个待加热物体对应一个ARM控制器110，通过拓扑结构自动识别ARM控制器110对应待加热物体的编号。
本实施例提供的一种空气加热控制器100能检测到外部环境温度低于-20℃时，通过电加热丝170对待加热物体加热，确保回测温度高于设定值；ARM控制器110能够采用CAN总线方式连接，组成环网，并安装在待加热物体上，每个待加热物体对应一个ARM控制器110，通过拓扑结构自动识别ARM控制器110对应的待加热物体；ARM控制器110具备1路PT100温度传感器180测量通道，采用四线制测量方式，测量温度范围为-50℃至50℃，测量精度0.2℃。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。