一种恒温控制电路以及恒温箱的制作方法

本实用新型涉及恒温控制技术领域，具体涉及一种恒温控制电路以及恒温箱。

背景技术：

在日常生活和工农业生产控制中，有很多领域需要对温度进行检测或控制。比如冰箱冷冻室的温度控制，锅炉加热的温度检测与控制。我国北方以面食为主的家庭经常制作经常面包或馒头，需要控制温度。因为温度低，经常需要对饭菜进行保温，这就需要用到恒温装置进行控温。恒温箱是在一定的温度下，用以饲养或培养生物或生物的一部分的箱型器具，

目前市场上也有各种恒温箱，但是恒温箱的使用习惯大多是外来引进的，不符合我们的生活方式。而且各厂家生产的恒温箱多采用单片机等芯片控制温度，往往需要整定PID参数，系统调试较为困难。而且单片机实现的恒温箱成本较高，只有高收入阶层群体才能用的起，难以普及。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述技术不足，提供一种恒温控制电路以及恒温箱，解决现有技术中恒温调试困难、成本高的技术问题。

为达到上述技术目的，本实用新型的技术方案提供一种恒温控制电路，包括PN结传感器、测温电桥、差分放大电路、三角波发生电路、脉宽调制电路、加热电路以及电源电路；

所述PN结传感器与所述测温电桥电连接，所述测温电桥与所述差分放大电路电连接，所述差分放大电路以及三角波发生电路分别与所述脉宽调制电路电连接，所述脉宽调制电路与所述加热电路电连接，所述测温电桥、差分放大电路、三角波发生电路以及加热电路分别与所述电源电路电连接。

本实用新型还提供一种恒温箱，包括所述恒温控制电路，还包括箱体，所述恒温控制电路设置于所述箱体内。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：本实用新型采用了二极管的PN结作为温度传感器，将温度信号转换为电压信号，采用脉宽调制方式控制加热电路，进而改变加热电路的加热功率，实现恒温控制，具有控温精度高、波动程度小的优点。由于不需要通过单片机进行恒温控制，因此，调试难度低，成本低，易于推广。

附图说明

图1是本实用新型提供的恒温控制电路的电路原理图；

图2是本实用新型提供的恒温控制电路的电路图。

附图标记：

1、PN结传感器，2、测温电桥，3、差分放大电路，4、三角波发生电路，5、脉宽调制电路，6、加热电路，7、电源电路。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1：

如图1所示，本实用新型的实施例1提供了一种恒温控制电路，包括PN结传感器1、测温电桥2、差分放大电路3、三角波发生电路4、脉宽调制电路5、加热电路6以及电源电路7；

所述PN结传感器1与所述测温电桥2电连接，所述测温电桥2与所述差分放大电路3电连接，所述差分放大电路3以及三角波发生电路4分别与所述脉宽调制电路5电连接，所述脉宽调制电路5与所述加热电路6电连接，所述测温电桥2、差分放大电路3、三角波发生电路4以及加热电路6分别与所述电源电路7电连接。

本实用新型采用PN结传感器1进行温度测量，PN结传感器1测得温度后经过测温电桥2转换成电压信号，然后送入差分放大电路3进行信号放大。三角波发生电路4产生的三角波信号与差放放大信号在脉宽调制电路5中形成脉宽调制波形PWM波，通过PWM波控制加热电路6，进而改变加热功率，实现恒温控制。

现有技术中，多采用热电偶、铂电阻或热敏电阻等传感器采集温度，利用单片机等芯片控制温度，信号调理电路较为复杂，且需要程序编制，导致成本较高。本实用新型采用PN结传感器1作为温度传感器，PN结传感器1线性度较好，测温范围较宽，灵敏度比热电偶高，响应速度比铂电阻快，线性度比热敏电阻好。本实用新型中PN结传感器1检测温度后经过运放放大，信号简单调理后，通过脉宽调制电路5控制加热电路6，实现恒温箱温度控制，与单片机控制方式相比，器件简单，控温精确，而且成本较低，易于实现和推广。

优选的，如图2所示，所述PN结传感器1包括二极管VD1以及二极管VD2，所述二极管VD1的阴极与所述二极管VD2的阳极电连接，所述二极管VD1的阳极以及所述二极管VD2的阴极分别与所述测温电桥2电连接。

PN结传感器1由二极管VD1和二极管VD2组成，作为温度传感器，当PN结传感器1正向电流一定时，温度每升高1度，其压降约为2mV，线性度较好，测温范围较宽。

优选的，如图2所示，所述测温电桥2包括电压跟随器A1以及电阻R1；

所述电压跟随器A1的同相输入端通过所述电阻R1与所述电源电路7电连接，所述电压跟随器A1的同相输入端还通过所述PN结传感器1接地，所述电压跟随器A1的反相输入端与所述电压跟随器A1的输出端电连接，所述电压跟随器A1的输出端与所述差分放大电路3电连接。

测温电桥2包括电压跟随器A1，起着隔离作用。测温电桥2可将PN结传感器1的温度变化转换成电压，然后送到差分放大电路3，经过差分放大电路3放大后，再送入脉宽调制电路5产生用于控制加热电路6加热功率的PWM波。

优选的，如图2所示，所述差分放大电路3包括运算放大器A2、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电位器RP1以及电位器RP2；

所述电源电路7与所述电阻R3电连接，所述电阻R3依次通过所述电位器RP1、电阻R4以及电位器RP2接地，所述电位器RP1的滑动端与所述运算放大器A2的同相输入端电连接，所述电位器RP2的滑动端接地，所述电压跟随器A1的输出端通过所述电阻R2与所述运算放大器A2的反向输入端电连接，所述运算放大器A2的反向输入端通过所述电阻R5与所述运算放大器A2的输出端电连接，所述运算放大器A2的输出端与所述脉宽调制电路5电连接。

差分放大电路3用于对测温电桥2所测量的温度信号进行放大。

优选的，如图2所示，所述三角波发生电路4包括运算放大器A3、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9以及电容C2；

所述电源电路7与所述电阻R6电连接，所述电阻R6通过所述电阻R7接地，所述电阻R6与所述电阻R7的公共端与所述运算放大器A3的同相输入端电连接，所述运算放大器A3的同相输入端通过所述电阻R8与所述运算放大器A3的输出端电连接，所述运算放大器A3的反向输入端通过所述电阻R9与所述运算放大器A3的输出端电连接，所述运算放大器A3的反向输入端通过所述电容C2接地，所述运算放大器A3的反向输入端与所述脉宽调制电路5电连接。

三角波发生电路4包括运算放大器A3，运算放大器A3输出的方波在电容C2充放电的作用下产生三角波。

优选的，如图2所示，所述脉宽调制电路5包括电压比较器A4、电阻R11、发光二极管LED1以及电阻R12；

所述电压比较器A4的同相输入端与所述三角波发生电路4，所述电压比较器A4的反向输入端与所述差分放大电路3电连接，所述电压比较器A4的输出端通过所述电阻R11与所述发光二极管LED1的阳极电连接，所述发光二极管LED1的阴极通过所述电阻R12接地，所述发光二极管LED1的阴极与所述加热电路6电连接。

脉宽调制电路5主要包括电压比较器A4等器件。三角波发生电路4输出的三角波信号送入电压比较器A4的同向输入端，差分放大电路3输出的差分放大信号送入电压比较器A4的反向输入端，在差分放大信号的控制下，电压比较器A4会输出PWM波，PWM波用于控制加热电路6的加热功率，从而实现恒温控制。

优选的，如图2所示，所述加热电路6包括加热电阻RL、晶闸管VS1、开关SA1以及插头J1；

所述加热电阻RL、晶闸管VS1、插头J1以及开关SA1依次串联形成回路，所述晶闸管VS1的控制极与所述脉宽调制电路5电连接，所述加热电阻RL与开关SA1的公共端与所述电源电路7电连接。

脉宽调制电路5输出的PWM波控制加热电路6中的晶闸管VS1的导通时间，进而调节加热电路6中加热电阻RL的功率大小，实现温度控制。当实际温度低于设定值时，PN结传感器1压降增大，差分放大电路3输出电压降低，脉宽调制电路5输出的矩形波高电平宽度增加，晶闸管VS1导通时间延长，加热电阻RL加热时间增加。反之，实际温度高于设定值时，加热电阻RL加热时间会缩短。

优选的，如图2所示，所述电源电路7包括型号为7805的稳压芯片U1、稳压管VDM1、电容C3、二极管VD3、电阻R10以及电容C1；

所述稳压芯片U1的输入端与所述稳压管VDM1的阴极电连接，所述稳压管VDM1的阳极接地，所述电容C3与所述稳压管VDM1并联，所述稳压芯片U1的输入端与所述二极管VD3的阴极电连接，所述二极管VD3的阳极通过所述电阻R10与所述加热电路6电连接，所述稳压芯片U1的输入端与所述三角波发生电路4电连接；所述测温电桥2以及差分放大电路3分别与所述稳压芯片U1的输出端电连接，所述稳压芯片U1的输出端通过所述电容C1与所述稳压芯片U1的接地端电连接，所述稳压芯片U1的接地端接地。

本实施例采用型号为7805的稳压芯片U1为恒温控制电路提供电源，电阻R10为降压电阻。

实施例2：

本实用新型的实施例2提供了一种恒温箱，包括恒温控制电路，还包括箱体，所述恒温控制电路设置于所述箱体内。

本实用新型提供的恒温箱，包括恒温控制电路，因此，上述恒温控制电路所具备的技术效果，恒温箱同样具备，在此不再赘述。

以上所述本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。