[发明专利]无温度传感器稳定温控系统与方法

说明书

本发明提供了一种无温度传感器稳定温控系统，包括串联二极管阵列、信号调理电路、PI控制电路和电流源，其中，所述电流源与所述串联二极管阵列连接，用于控制流过所述串联二极管阵列的电流，所述信号调理电路与所述串联二极管阵列的两端连接，用于提取所述串联二极管阵列两端的电压变化量V_o，所述PI控制电路分别与所述信号调理电路、电流源连接，所述PI控制电路对所述信号调理电路输出的电压变化量V_o进行PI运算后输出电压V_i调整流过所述串联二极管阵列的电流。本发明还提供了一种无温度传感器稳定温控方法。本发明的有益效果是：利用二极管特性，即作为热源也作为温度控制元件，可以实现无温度传感器稳定温控。

技术领域

本发明涉及温控系统，尤其涉及一种无温度传感器稳定温控系统与方法。

背景技术

所有元器件都具有自己的工作温度范围，并且随着温度的变化，大多数器件，尤其是半导体器件其性能参数都会有所变化。对于一些精密器件或者需要实现精密性能的电路，只有器件工作在稳定温度时才会有较好的特性，因此对这些器件的或电路的使用，需要增加温度控制或者监测环节。传统的温度控制不仅需要热源，也需要添加温度传感器，如热电偶、热敏电阻、铂电阻和温度IC等作为监测器件，在一定程度上增加了温控单元的成本和复杂性。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种无温度传感器稳定温控系统与方法。

本发明提供了一种无温度传感器稳定温控系统，包括串联二极管阵列、信号调理电路、PI控制电路和电流源，其中，所述电流源与所述串联二极管阵列连接，用于控制流过所述串联二极管阵列的电流，所述信号调理电路与所述串联二极管阵列的两端连接，用于提取所述串联二极管阵列两端的电压变化量V_o，所述PI控制电路分别与所述信号调理电路、电流源连接，所述PI控制电路对所述信号调理电路输出的电压变化量V_o进行PI运算后输出电压V_i调整流过所述串联二极管阵列的电流。

作为本发明的进一步改进，所述串联二极管阵列包括多个同向串联的二极管。

作为本发明的进一步改进，所述信号调理电路包括串联的第一差分放大电路和第二差分放大电路，所述第一差分放大电路与所述串联二极管阵列的两端连接，提取所述串联二极管阵列两端压降，所述第二差分放大电路将电压V_base作为基准，消除所述串联二极管阵列在室温下的压降，得到所述串联二极管阵列两端随着温度升高而产生的电压变化量V_o。

作为本发明的进一步改进，所述PI控制电路为数字PI控制器或者模拟PI控制器。

作为本发明的进一步改进，所述PI控制电路包括运算放大器U1D、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电容C5、电容C6，所述运算放大器U1D的反相输入端通过所述电阻R10与所述信号调理电路连接，所述运算放大器U1D的同相输入端通过所述电阻R11接电压Vref，所述运算放大器U1D的输出端与所述电流源连接，所述电容C5、电阻R12串联后与所述电容C6并联于所述运算放大器U1D的反相输入端、运算放大器U1D的输出端之间。

本发明还提供了一种无温度传感器稳定温控方法，基于上述中任一项所述的无温度传感器稳定温控系统进行以下步骤：

Step1：根据被控系统大小及预设温升，选择二极管个数并根据仿真确定二极管布局，将多个二极管进行同向串联构成串联二极管阵列；

Step2：根据所选二极管随温度变化特性、当前环境温度及预设温升，对电压Vref赋初值；

Step3：对电压V_i赋值，测量第一差分放大电路输出电压，并对电压V_base赋高于该第一差分放大电路输出电压的初值；