[发明专利]一种微型加热芯片自由可调功率的方法和装置

说明书

本发明公开了一种微型加热芯片自由可调功率的方法和装置，包括：辅助电源电路、主控芯片电路、电气隔离电路、缓冲保护电路、电源芯片电路及微型加热芯片，利用低压控制电路和高压调压电路构成并联结构取代传统串联结构的电源供电方式，不仅可以实现对微型加热芯片端进行更安全稳定的供电，并且提高了该装置电源的总体效率；主控芯片电路与电源芯片电路之间通过电气隔离电路进行电气隔离，实现低压控制高压，微型加热芯片端的电压可在0‑220V之间可调，使得微型加热芯片在不同功率下实现加热温度的可控变化。

技术领域

本发明提供了一种微型加热芯片自由可调功率的方法和装置。

背景技术

各类电子电路的控制板供电电源基本是直流供电，如由交流电源经整流输出的低压直流电源，或是采用电池供电方式等。目前，市面上的可调直流电压源通常是0-12V或0-30V的低压范围，采用DC-DC转换电路或者低压差线性稳压器（LDO）实现直流输入电源的降压或者升压，然后再给微型加热芯片进行供电。并且，如图1的电源拓扑结构，市面上的流行的串联式低压范围可调直流电源工作在低压时，其系统电源整体效率并不高。

对于气体传感器领域来说，微型加热芯片往往起着至关重要的作用。因为各种气敏材料与目标气体反应时往往需要活化能，这使得各个气体传感器节点的响应程度都非常依赖于工作温度。工作温度过低时，气体响应也会较低，而工作温度过高时，又可能导致气敏材料的烧结效应，影响气敏特性。通常在气体传感器实验中，是通过设定各个传感器节点与微型加热芯片的距离来控制传感器节点的工作温度，但是这种办法操作繁琐、且精度较差。本发明可以提供一种微型加热芯片自由可调功率的方法和装置，通过对于电源供电电压的调控，使得微型加热芯片可以工作在不同功率从而产生不同的温度环境；另外对于微型加热芯片自由可调功率的方法和装置，在大范围可调电压的情况下，不管使用低压还是高压，都应该可以电源效率。

发明内容

本发明提供一种微型加热芯片自由可调功率的方法和装置。该方法和装置通过电气隔离使控制电路工作在低压状态而又能控制高压电路，通过缓冲保护电路使驱动电路能够正常工作，并且一旦发生微型加热芯片端电流超过3A时就自动关闭电路。

本发明采用的技术方案是一种微型加热芯片自由可调功率的方法和装置，其特征在于：辅助电源电路、主控芯片电路、电气隔离电路、缓冲保护电路、电源芯片电路及微型加热芯片。其中，辅助电源电路和主控芯片电路组成低压控制电路，缓冲保护电路和电源芯片电路组成高压调压电路。外接交流电源连接辅助电源电路和缓冲保护电路的输入端提供电源；辅助电源电路的输出端连接主控芯片电路的输入端，主控芯片电路的输出端通过电气隔离电路连接电源芯片电路的使能端，电气隔离电路可以保证主控芯片电路调控电源芯片电路的安全可靠性；缓冲保护电路的输出端连接电源芯片电路的输入端，电源芯片电路的输出端连接微型加热芯片。其中，所述微型加热芯片处设置有采样电阻对电源芯片电路进行过流保护。

进一步地，在上述的微型加热芯片自由可调功率的方法和装置中，还包括，主控芯片电路所在电路为低压控制电路，电源芯片电路所在电路为高压可调电路，主控芯片电路与电源芯片电路之间是通过隔离电路进行电气隔离的；电气隔离电路中的主要元器件为精密隔离放大器和光耦隔离模块，可以保证低压控制电路调控高压可调电路的安全可靠性。

进一步地，在上述的微型加热芯片自由可调功率的方法和装置中，辅助电源电路包括全桥整流滤波电路和降压斩波电路，其中降压斩波电路为Buck电路，用于得到合适的电压电流供给。

进一步地，在上述的微型加热芯片自由可调功率的方法和装置中，主控芯片电路包括主控芯片、按键电路、显示电路、数模转换器及双运算放大器。主控芯片电路可以在稳定的低压环境中，通过电气隔离电路对高压调压电路实现数控功能。