[发明专利]高稳定度恒温控制器

权利要求书

1.一种高稳定度恒温控制器，其特征在于，组成包括：半导体制冷器(TEC)、电压基准电路(1)、温度设置电路(2)、温度测量电路(3)、PI控制电路(4)、限幅保护电路(5)、显示电路(6)和TEC驱动电路(7)；

所述的电压基准电路(1)包括：稳压管，电位器和电阻，稳压管的阴极电压为电压基准；

所述温度设置电路(2)包括：与电压基准电路(1)相连的滑动变阻器，由滑动变阻器设定温度值，经过运放和电压跟随器，把设定的电压输出到控制输入端和显示切换端，控制输入端经过运放与减法器相连，显示切换端与显示电路(6)相连；

所述温度测量电路(3)包括：恒流源的电流进入温度传感器，温度传感器两端的电压经过电压跟随器输出到控制输入端和显示切换端，控制输入端经过运放与减法器相连，显示切换端与显示电路(6)相连；

所述的PI控制电路(4)包括：并联的放大电路和积分电路；温度设置电路(2)的输出与温度测量电路(3)的输出输入到减法器，经放大电路和积分电路后输出的电压作为驱动半导体制冷器(TEC)工作的信号；

所述的限幅保护电路(5)包括：运放和在运放两边连接的两个负极相接的稳压二极管；驱动半导体制冷器(TEC)工作的信号通过运放、稳压二极管，使输出的电压不会太高或太低，起到限幅保护后续电路的作用；

所述显示电路(6)包括：温度设定和温度测量电路的输出经过单刀双掷开关连接到显示电路上；通过单刀双掷开关可以实现两个温度值的切换显示；

所述的TEC驱动电路(7)是，经限幅保护电路(5)输出的驱动半导体制冷器(TEC)的驱动电压与比较器U5A正向输入端相连；所述的比较器U5A的输出通过电阻R21与同相放大器U6A的反相输入端相连；所述同相放大器U6A的反相输入端通过电阻R22与输出端相连；所述同相放大器U6A的输出与用参数互补的达林顿管组成桥式电路相连；所述的桥式电路的构成包括：一个NPN型大功率达林顿管Q2的集电极接外部直流电压；所述的NPN型大功率达林顿管Q2的发射极与PNP型大功率达林顿管Q3的发射极相连；所述的PNP型大功率达林顿管Q3的集电极接地；所述的NPN型大功率达林顿管Q2的发射极通过取样电阻R25和半导体制冷器(TEC)与对应的另一半桥相连；取样电阻R25的电压通过同相放大器把信号反馈回驱动电路的比较器U5A的负向输入端；所述的反馈放大器包括：一个与取样电阻一端和运放U5B负向输入端相连的电阻R26；一个与运放U5B负向输入端和输出端相连的电阻R28；一个与取样电阻另一端和运放U5B正向输入端相连的电阻R27；一个与运放U5B正向输入端和外部直流参考电压相连的电阻R29；一个与运放U5B输出端和比较器U5A相连的电阻R30。

2.按照权利要求1所述的高稳定度恒温控制器，其特征在于，所说的温度测量电路(3)中的恒流源电路结构是，外部直流供电电源(Vcc)接2.5V稳压管D1；稳压管D1阳极与运放U1A的同相输入端和9.1k电阻R5相连；电阻R5另一端接地；运放U1A的输出端与1k电阻R39和470pF电容C18相连；电容C18与运放U1A的反相输入端相连，并通过单刀四掷开关与四个电阻(R1，R2，R3，R4)相连，并与三极管Q1的射极相连；上述四个电阻(R1，R2，R3，R4)与外部直流电源(Vcc)相连；电阻R39与三极管Q1的基极相连；三极管Q1的射极与受控系统中的温度传感器相连，温度传感器的另一端接地。另外为提高驱动能力在三极管Q1的射极输出端又加了一由U1B组成的电压跟随器，U1B同相输入端接三极管Q1的射极，U1B反相输入端与其输出端相连。

3.按照权利要求1或2所述的高稳定度恒温控制器，其特征在于，电路中元件的参数为R33＝9.2k、R34＝10k、R35＝10K、R36＝22k、R5＝9.1k、R39＝1k、R1＝250k、R2＝25k、R3＝2.5k、R4＝0.25k、R6＝R7＝R8＝R9＝100k、R20＝10k、R14＝0.22欧、R16＝10k、R15＝10k、R17＝10k、R38＝3.6k、R18＝10k、R21＝R22＝100k、R25＝0.1欧、R24＝100k、R23＝100k、R26＝20k、R28＝200k、R27＝20k、R29＝200k、R30＝10k、R40＝1k、R41＝10k；C18＝470pF；Q1的型号为9012。