[实用新型]一种PCR仪温度控制电路系统

说明书

本实用新型属于体外诊断仪器聚合酶链式反应仪技术领域，具体公开了一种PCR仪温度控制电路系统，包括参考电压源、温度采样电路、误差放大电路、PID电路、负反馈电路、精密控温功率驱动电路、半导体制冷器、快速变温功率驱动电路、单片机、测温电路，参考电压源提供参考电压，温度采样电路检测控温对象的温度；误差放大电路将输出电压进行差分放大后输出；PID电路将误差放大电路的输出电压进行校正补偿；精密控温功率驱动电路驱动半导体制冷器给控温对象加热或制冷；测温电路将温敏电阻两端的电压与参考电压进行差分、放大、调偏置后输出给单片机，单片机检测测温电路的输出电压并对该电压进行温度转换，可以同时提升PCR仪的升温、降温速率和控温精度。

技术领域

本实用新型涉及体外诊断仪器聚合酶链式反应(PCR)仪技术领域，更具体地，涉及一种PCR仪温度控制电路系统。

背景技术

随着聚合酶链式反应(PCR)技术在生命科学和基因工程中的广泛应用，PCR仪已成为体外诊断(IVD)领域重要的装置。PCR扩增反应需要经过变性(93℃)、退火(55℃)、延伸(72℃)3个温度阶段的循环，每个循环完成一次DNA的复制。由于温度循环过程中需要快速的升温、降温以及尽可能高的控温精度，因此提升PCR仪的升温、降温速率和控温精度就变得非常重要。

传统PCR仪温度控制电路方案多采用数字控温的方案，该方案受限于电路纹波大的缺点而无法进行更高精度的控温，而且该方案对软件编程要求很高，因此需要对传统的PCR仪温度控制系统进行改进以提高升温、降温速率和控温精度。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述弊端，本实用新型的目的是提供一种PCR仪温度控制电路系统，可以同时提升PCR仪的升温、降温速率和控温精度。

本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：

一种PCR仪温度控制电路系统，包括参考电压源、温度采样电路、温度设置电路、误差放大电路、PID电路、负反馈电路、精密控温功率驱动电路、半导体制冷器、快速变温功率驱动电路、单片机、测温电路、大功率单电源以及程控双电源，其中：所述参考电压源，用于提供所述温度采样电路和所述测温电路所需的参考电压；所述温度采样电路，由温敏电阻和定值电阻组成，用于检测控温对象的温度；所述温度设置电路，用于输出一代表设置温度的电压值；所述误差放大电路，用于将所述温度采样电路的输出电压与所述温度设置电路的输出电压进行差分放大后输出到所述PID电路；所述PID电路，用于将所述误差放大电路的输出电压进行校正补偿；所述负反馈电路，其输出端连接所述精密控温功率驱动电路的输入端，用于提升所述精密控温功率驱动电路的控温稳定性；所述精密控温功率驱动电路，用于驱动所述半导体制冷器；所述半导体制冷器，用于给所述控温对象加热或制冷；

所述程控双电源，用于单独给所述精密控温功率驱动电路供电；所述测温电路，用于将所述温敏电阻两端的电压与所述参考电压进行差分、放大、调偏置后输出给所述单片机的AD采样电路；所述单片机，用于控制所述温度设置电路输出所述代表设置温度的电压值，及检测所述测温电路的输出电压并对该电压进行温度转换，以及对所述快速变温功率驱动电路和所述精密控温功率驱动电路进行控制；所述快速变温功率驱动电路，用于给所述半导体制冷器提供最大的驱动功率，保证控温对象的快速升温、降温；所述大功率单电源，用于给所述快速变温功率驱动电路供电。

优选的，所述程控双电源的通断受所述单片机的控制，当所述控温对象处于快速升温、降温阶段时，所述程控双电源的供电电压为0；当所述控温对象处于精密控温阶段时，所述程控双电源给所述精密控温功率驱动电路供电。

优选的，所述温度采样电路由一个阻值随检测温度变化的温敏电阻和一个定值电阻组成，所述定值电阻和所述温敏电阻串联后接在所述参考电压源的输出端。