[实用新型]一种基于智能电表设备的温度控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种温度控制装置，具体地说是一种基于智能电表设备的温度控制装置。

背景技术

在电力系统中，由于电表设备所处工作环境的区域性差异较大，再加上季节性带来的温差，使其工作环境温度在较大范围内变化，低温可达-40℃以下，高温则可达到75℃以上。在如此悬殊的温度下，电表设备中元器件的功能、性能、寿命等都将急剧下降，使得整个设备系统的可靠性、安全性、稳定性受到了极大的威胁。正是由于这些隐患的存在，在电表设备中加入温度控制装置是非常必要的。

现有的智能电表系统一般还没有加入温度控制装置，在一些特殊功能仪器仪表中(如在线测量仪表)存在类似的温度控制器，但其实现方式一般是利用温度传感器、单片机处理器、固体继电器及由分立器件实现的电路板来驱动半导体制冷器。此方案除了成本较高、体积较大外，还存在温度控制的线性度较差，且易受到外界因素的干扰，尤其对电压信号要求其纹波较小。

因此，为了提高电表设备的稳定性和可靠性，迫切的需要开发出一款可以控制电表设备的工作环境温度在一个合理范围内的温度控制装置。

实用新型内容

为了克服现有技术中的上述缺陷，本实用新型的目的在于提出一种可以提高电表设备稳定性和可靠性的温度控制装置。

本实用新型是通过下述技术方案实现的：

一种基于智能电表设备的温度控制装置，包括感应元件、控制电路、电源管理单元和加热制冷器，所述控制电路分别与感应元件和加热制冷器相连，所述电源管理单元与控制电路相连并将电表设备中的电源信号引入到控制电路中。

其中，所述控制电路包括稳压电路、基准电压源、温度检测电路、压控电流源、放大电路、判决电路和驱动电路，所述稳压电路将电表设备传来的电源信号输出至基准电压源和压控电流源中，所述压控电流源分别与温度检测电路和放大电路相连，将基准电压源输出的参考电压与放大电路输出的感应电压传至判决电路中进行比较，比较得到的输出信号经驱动电路后作为加热制冷器的控制信号。

其中，所述温度检测电路包括电阻和感应元件，该感应元件可采用热敏电阻等。

其中，所述压控电流源包括温度检测电路、运算放大器和PMOS管。

其中，所述放大电路包括电阻和运算放大器。

其中，所述判决电路包括迟滞比较器。

其中，所述驱动电路包括缓冲寄存器。

其中，所述加热制冷器采用半导体/加热制冷器。

本实用新型的有益效果是：

1.体积小：该实用新型主体结构采用全定制CMOS集成电路，采用较小的封装形式，大大降低了整个装置的体积。

2.外围部件少：除了感应元件和加热/制冷器外其余部分均集成到控制电路中。

3.线性度好：控制电路具有良好的线性响应特性，可以满足实现精细温度控制的要求。

4.感应精度高：决定感应电压的各项均可通过电路设计、布图设计和CMOS工艺控制进行优化获得较好的感应特性。

5.抗干扰能力强：由控制电路特性可知该系统不易受到来自电源、衬底等外界因素的干扰，具有较强的抗干扰能力。

附图说明

图1为本实用新型所述温度控制装置的整体结构示意图；

图2为控制电路的结构示意图；

图3为控制电路的工作原理图；

图4为本实用新型所述温度控制装置的V-T特性曲线；

图中，1-电表设备，2-感应元件，3-控制电路，4-电源管理单元，5-加热/制冷器，6-温度检测电路，7-稳压电路，8-基准电压源，9-压控电流源，10-放大电路，11-判决电路，12-驱动电路。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的温度控制装置做进一步详细的说明。

如图1所示，本实用新型的温度控制装置主要由感应元件2、控制电路3、电源管理单元4和加热制冷器5组成，控制电路3分别与感应元件2和加热制冷器5相连，电源管理单元4与控制电路3相连并将电表设备1中的电源信号引入到控制电路3中。

感应元件2(即图2中的Rth)是一个热敏电阻(PTC)，其阻值随温度成正比线性变化，即：温度上升，阻值变大；温度下降，阻值减小。感应元件2与控制电路3相连，其阻值随温度变化的信息同时也传递给控制电路3。

电源管理单元4与控制电路3和电表设备1的电源信号相连，负责将从电表设备1端的电源信号引入到控制电路3中，并对该电源信号进行必要的滤波和稳压处理。