[发明专利]一种闭环控制光纤加热装置

权利要求书

1.一种闭环控制光纤加热装置，其特征在于包括：微控制器(MCU)(1)、三态驱动器(2)、功率级同步降压转换器(3)、碳纤维发热线(4)、比例放大电路(5)和串口通信电路(6)；

MCU(1)能够通过串口通信电路(6)与外部调制解调仪通信，外部调制解调仪能够设定功率级同步降压转换器(3)的目标输出电压，通过串口通信电路(6)送至微控制器(MCU)(1)

其中MCU(1)通过三态驱动器(2)控制功率级同步降压转换器(3)处于使能状态或者禁用状态；功率级同步降压转换器(3)在使能状态下，由MCU(1)调节功率级同步降压转换器(3)的输出电压；功率级同步降压转换器(3)在禁用状态下，功率级同步降压转换器(3)的输出电压为零；功率级同步降压转换器(3)输出电压的正负端分别连接碳纤维发热线(4)两端，传感光纤与碳纤维发热线(4)并列布设，由碳纤维发热线(4)对传感光纤进行加热；比例放大电路(5)采集功率级同步降压转换器(3)的输出电压，对功率级同步降压转换器(3)的输出电压进行幅度调整后输出至MCU(1)；MCU(1)根据幅度调整后的功率级同步降压转换器(3)的输出电压，通过PID闭环控制，控制功率级同步降压转换器(3)的输出电压，使功率级同步降压转换器(3)的输出电压稳定到设定的目标输出电压。

2.根据权利要求1所述的一种闭环控制光纤加热装置，其特征在于：MCU(1)，包括：内部定时器模块；MCU(1)通过内部定时器模块产生PWM波形；MCU(1)具有波形输出引脚和IO引脚，MCU(1)的波形输出引脚连接至三态驱动器(2)输入端，MCU(1)的IO引脚连接至三态驱动器(2)使能端，通过三态驱动器(2)使能端控制三态驱动器(2)的输出端输出PWM波形或者处于高阻状态。

3.根据权利要求1所述的一种闭环控制光纤加热装置，其特征在于：功率级同步降压转换器(3)具有PWM驱动端；三态驱动器(2)输出端连接至功率级同步降压转换器(3)的PWM驱动端，当PWM驱动端处于高阻状态时，功率级同步降压转换器(3)输出关闭，输出电压为0；当PWM驱动端输入PWM波形时，根据预先设定的输入PWM波形对应的直流电压值，由功率级同步降压转换器(3)输出与对应的直流电压。

4.根据权利要求1所述的一种闭环控制光纤加热装置，其特征在于：MCU(1)具有ADC引脚；比例放大电路(5)输入为功率级同步降压转换器(3)的输出电压，比例放大电路(5)输出连接至MCU(1)的ADC引脚进行采样，MCU(1)通过PID闭环控制调整MCU(1)输出PWM波形占空比，使得功率级同步降压转换器(3)输出电压稳定到设定的目标输出电压。

5.根据权利要求1所述的一种闭环控制光纤加热装置，其特征在于：传感光纤与碳纤维发热线(4)并列布设，传感光纤的两端能够连接外部调制解调仪，由碳纤维发热线(4)对传感光纤进行加热，MCU(1)通过三态驱动器(2)、功率级同步降压转换器(3)改变碳纤维发热线(4)两端的电压控制碳纤维发热线(4)的发热功率。

6.根据权利要求1所述的一种闭环控制光纤加热装置，其特征在于：

外部调制解调仪能够设定功率级同步降压转换器(3)的目标输出电压，通过串口通信电路(6)送至微控制器(MCU)(1)；

微控制器(MCU)(1)根据设定的功率级同步降压转换器(3)的目标输出电压，通过三态驱动器(2)控制功率级同步降压转换器(3)的输出电压，调整碳纤维发热线(4)发热功率，从而控制传感光纤加热状态。