[实用新型]一种高可靠性的斯特林制冷机控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高可靠性的斯特林制冷机控制器。

背景技术

斯特林制冷机以氦气或氢气为工质，在封闭系统中应用回热原理实现气体制冷机循环以获得低温和冷量的机械。致冷温度可在120K以下，属深低温设备。它在气体制冷机循环中增加一个回热器，利用回热原理降低膨胀前的工质温度，以提高循环的热效率。在机器内膨胀后的工质中的部分冷量回收于回热器中，在下次循环中再加以利用。回热式气体制冷机具有效率高、结构紧凑、起动快、操作方便和温度范围宽广等优点，适用于制冷量小的场合。它能使常温气体直接液化，也可配置空气精馏塔从空气中分离出氧和氮，或作为低温冷源。它广泛应用于小型空气分离设备、深低温冰箱，以及航天、超导、红外线探测和低温电子学等领域。但是现有的斯特林制冷机控制器存在以下的缺陷：采用双极性H桥驱动电路，会出现输出波形的交越失真和MOS管直通现象，系统稳定性不够高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种高可靠性的斯特林制冷机控制器。

实现本实用新型目的的技术方案是一种高可靠性的斯特林制冷机控制器，包括电源接头、转换电路、单片机、单极性H桥功率电路、冷头温度传感器、温度信号采集电路、电机频率调整旋钮和最大输出功率旋钮；所述电源接头的输出端连接转换电路的输入端；所述转换电路的输出端连接单片机的输入端；所述单片机的输出端连接单极性H桥功率电路的输入端；所述单极性H桥功率电路的输出端连接斯特林制冷机的第一压缩机电机和第二压缩机电机；所述冷头温度传感器设置在斯特林制冷机膨胀机的冷头上；所述冷头温度传感器的输出端连接温度信号采集电路的输入端；所述温度信号采集电路的输出端连接单片机的输入端；所述机频率调整旋钮和最大输出功率旋钮与单片机连接。

所述单极性H桥功率电路包括4个MOS管。

所述电源接头包括市电接头和蓄电池接头；所述蓄电池接头连接蓄电池。

所述转换电路为DC-DC转换电路；所述市电接头的输出端连接AC-DC转换电路的输入端，所述AC-DC转换电路的输出端连接整流滤波电路；所述整流滤波电路的输出端和蓄电池接头的输出端连接DC-DC转换电路的输入端；所述DC-DC转换电路的输出端连接单片机。

所述单片机的型号为STC12C5A60S2。

一种高可靠性的斯特林制冷机控制器还包括显示屏和按键，所述显示屏和按键与单片机连接。

一种高可靠性的斯特林制冷机控制器还包括串口及无线通信模块，所述串口及无线通信模块与单片机连接。

采用了上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果：(1)本实用新型通过单片机控制采集制冷机膨胀机冷头温度的冷头传感器产生的温度信号，生成相应的SPWM信号控制单极性H桥功率驱动电路中4个MOS管的通断，解决了传统H桥驱动电源输出波形的交越失真和MOS管直通现象，提高了制冷机的制冷效率和可靠性。

(2)本实用新型双电源，可以用市电也可以用蓄电池，因此可在室内外工作。

(3)本实用新型设置串口及无线通信模块和显示屏及按键，人机互动友好，可实时监控制冷机工作状态及设置新的参数。

(4)本实用新型通过旋转频率调整旋钮可设置制冷机工作频率，实测证明频率调整范围为30～100Hz，精度0.1Hz，覆盖了斯特林制冷机正常工作的可能频率范围，方便确定制冷机最佳工作频率，适用于制冷机调试阶段或制冷机由于某种原因工作状态发生改变需确定最佳工作频率的情况。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1为本实用新型的框图。

图2为本实用新型的单极性H桥功率电路。

具体实施方式

(实施例1)