CN208705746U - 一种温度控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种温度控制电路，其包括微控制器、温度传感器、风机档位控制电路以及可调直流电压电路，所述温度传感器与微控制器相连，用于将采集的温度信号发送至微控制器，所述微控制器与所述风机档位控制电路相连，用于根据所述温度信号调节风机的档位，所述风机的出风口连接一出风管道，所述出风管道上设置有一电动阀，所述可调直流电压电路的输入端和输出端分别与微控制器和电动阀的检测端相连，用于将微控制器输出的电压调制成可调直流电压控制电动阀的开度。本实用新型通过风机档位控制电路控制风机的档位选择，再通过控制电动阀的开度大小实现对出风量的具体控制，从而在风冷情况下实现温度的精确控制。

Description

一种温度控制电路

技术领域

本实用新型涉及温度控制技术领域，具体为一种根据温度控制风机档位控制器。

背景技术

温度控制电路应用非常广泛，在空调内风机控制上，通过温度传感器来监测温度，然后将温度信息发送给微控制器进行风机的控制，从而通过风冷方式实现降温。另外，风机一般具有三个档位，根据温度情况选择合适的档位，现有的对风机的档位控制方式一般采用微控制器、电子开关和继电器的配合方式，并且微控制器的一个输出端控制电子开关的导通，来实现对继电器的励磁，进而控制某个档位的工作，即每个档位均是分开控制。这种方式存在以下问题：风机档位控制只能控制风机具体的档位，换言之，只能根据三个档位的选择有三种出风方式，不能对出风量得到精确控制，从而导致温度控制不准确。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种温度控制电路，其通过风机档位控制电路控制风机的档位选择，再通过控制电动阀的开度大小实现对出风量的具体控制，从而在风冷情况下实现温度的精确控制。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种温度控制电路，其包括微控制器、温度传感器、风机档位控制电路以及可调直流电压电路，所述温度传感器与微控制器相连，用于将采集的温度信号发送至微控制器，所述微控制器与所述风机档位控制电路相连，用于根据所述温度信号调节风机的档位，所述风机的出风口连接一出风管道，所述出风管道上设置有一电动阀，所述可调直流电压电路的输入端和输出端分别与微控制器和电动阀的检测端相连，用于将微控制器输出的电压调制成可调直流电压控制电动阀的开度。

优选地，所述风机档位控制电路包括第一电子开关、第一继电器、第二电子开关、第二继电器、第三电子开关、第三继电器和设备电源；

其中，微控制器分别通过第一电子开关、第二电子开关、第三电子开关控制第一继电器、第二继电器、第三继电器的励磁与否；

所述第一继电器包括第一继电器线圈以及与所述第一继电器线圈配合的第一单刀双掷开关，所述第一单刀双掷开关包括第一动触点、第一常闭静触点和第一常开静触点，所述第一动触点连接至设备电源，所述第一常闭静触点悬空，所述电动阀的输入端连接至第一常开静触点；

所述第二继电器包括第二继电器线圈以及与所述第二继电器线圈配合的第二单刀双掷开关，所述第二单刀双掷开关包括第二动触点、第二常闭静触点和第二常开静触点，所述第二动触点连接至第一常开静触点，所述第二常开静触点连接至风机中档的接线端子；

所述第三继电器包括第三继电器线圈以及与所述第三继电器线圈配合的第三单刀双掷开关，所述第三单刀双掷开关包括第三动触点、第三常闭静触点和第三常开静触点，所述第三动触点连接至第二常闭静触点，所述第三常开静触点连接至风机高档的接线端子，所述第三常闭静触点连接至风机低档的接线端子。

优选地，所述第一电子开关包括NPN三极管Q11、电阻R11，所述NPN三极管Q11的基极通过所述电阻R1连接至微控制器的第一控制端；所述NPN三极管Q11的集电极通过所述第一继电器线圈连接至一辅助电源，所述NPN三极管Q11的发射极接地。所述第一继电器线圈上还跨接一个二极管D11，所述二极管D11的正极连接至NPN三极管Q11的集电极，所述二极管D11的负极连接至辅助电源。

优选地，所述第二电子开关包括NPN三极管Q12、电阻R12，所述NPN三极管Q12的基极通过所述电阻R12连接至微控制器的第二控制端；所述NPN三极管Q12的集电极通过所述第二继电器线圈连接至一辅助电源，所述NPN三极管Q12的发射极接地，所述第二继电器线圈上还跨接一个二极管D12，所述二极管D12的正极连接至NPN三极管Q12的集电极，所述二极管D12的负极连接至辅助电源。

优选地，所述第三电子开关包括NPN三极管Q13、电阻R13，所述NPN三极管Q13的基极通过所述电阻R3连接至微控制器的第三控制端；所述NPN三极管Q13的集电极通过所述第三继电器线圈连接至一辅助电源，所述NPN三极管Q13的发射极接地，所述第三继电器线圈上还跨接一个二极管D13，所述二极管D13的正极连接至NPN三极管Q13的集电极，所述二极管D13的负极连接至辅助电源。

优选地，所述可调直流电压电路包括PWM控制器、滤波电路以及放大电路，所述微控制器通过PWM控制器、滤波电路连接至放大电路，所述微控制器输出3.3V直流电压至PWM控制器，所述PWM控制器对所述3.3V直流电压进行调制，产生一个0～3.3V的初始可调直流电压，所述初始可调直流电压经过滤波电路滤波以及放大电路放大后形成最终的可调直流电压，连接至电动阀的检测端，以控制电动阀的开度，所述滤波电路包括反相器U1和滤波子电路，所述反相器U1的输入端连接至PWM控制器的输出端，所述反相器U1的输出端通过所述滤波子电路连接至放大电路的输入端。

优选地，所述滤波子电路包括电容C1、电阻R1、电阻R2以及电容C2，所述反相器U1的输出端经由电容C1和电阻R2连接至放大电路的输入端，所述PWM控制器的输出端经由所述电阻R1连接至放大电路的输入端，所述电容C2的一端连接至电阻R1和放大电路的输入端之间，所述电容C2的另一端接地。

优选地，所述放大电路包括放大子电路和电压跟随电路，所述放大子电路的输入端连接至滤波电路的输出端，所述放大子电路的输出端经由所述电压跟随电路输出最终的可调直流电压，所述放大子电路包括放大器U2、电阻R3、电阻R4和电阻R5，所述电压跟随电路包括电阻R6和NPN三极管Q1，所述放大器U2的同相输入端连接至电阻R1和电容C2之间，所述NPN三极管Q1的发射极经由电阻R4和电阻R5后接地，所述放大器U2的反相输入端连接至电阻R4和电阻R5之间，所述放大器U2的输出端经电阻R3连接至NPN三极管Q1的基极，所述NPN三极管Q1的集电极经由电阻R6连接至辅助电源。

优选地，所述微控制器为MKW41Z芯片。

优选地，所述温度控制电路还包括flash闪存模块、RS485模块以及无线模块，所述flash闪存模块、RS485模块以及无线模块均与微控制器连接。

与现有技术相比，本实用新型温度控制电路，其有益效果在于：

1、本实用新型通过风机档位控制电路控制风机的档位选择，再通过控制电动阀的开度大小实现对出风量的具体控制，从而在风冷情况下实现温度的精确控制。

2、本实用新型通过三个带有单刀双掷开关的继电器来控制风机的三个档位，即使微控制器的三个输出端均输出高电平使得三个继电器均励磁，也不会造成风机两个或以上的档位处于工作状态，保证了风机的正常工作，延长风机的使用寿命。

3、借助风机档位控制电路对电动阀的开关进行辅助控制，达到风机工作时电动阀自动开启，风机不工作时，电动阀自动关闭的目的。

4、通过反相器和滤波子电路的结合对PWM控制器产生的初始可调直流电压中掺杂的交流信号进行消除，留下一个相对干净的模拟输出，进而通过放大电路输出稳定的可调直流电压，结构简单，性能远远超过RC滤波器，适用于对可调直流电压需要精确控制的场景。

附图说明

图1为本实用新型温度控制电路的结构框图；

图2为本实用新型档位控制电路的电路原理图；

图3为本实用新型可调直流电压电路的结构框图；

图4为滤波电路和放大电路的电路原理图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

请参照图1所示，一种温度控制电路，其包括微控制器、温度传感器、风机档位控制电路以及可调直流电压电路，所述温度传感器与微控制器相连，用于将采集的温度信号发送至微控制器，所述微控制器与所述风机档位控制电路相连，用于根据所述温度信号调节风机的档位，所述风机的出风口连接一出风管道，所述出风管道上设置有一电动阀，所述可调直流电压电路的输入端和输出端分别与微控制器和电动阀的检测端相连，用于将微控制器输出的电压调制成可调直流电压控制电动阀的开度。

微控制器采用MKW41Z芯片，并搭载flash闪存模块，同时通过无线模块与外部设备进行无线通讯，将温度信号或档位信号发送至远端的手机或管理终端，或者外部设备通过RS485模块的RS485接口与微控制器的连接，将温度信号或档位信号发送至管理设备。24V直流电源通过电源转换模块输出3.3V电压，为微控制器供电，电源转换模块采用DC-DC电路，主要包括降压模块、滤波模块和稳压模块，24V直流电源依次通过降压模块、滤波模块和稳压模块后输出稳定的3.3V直流电压，为微控制器供电。温度传感器可以采用DS18B20温度传感器，温度传感器采集的温度信号送至微控制器，由微控制器对可调直流电压电路的输出电压进行控制，电动阀采用DN20电动二通阀，其检测端连接可调直流电压电路的输出端，根据可调直流电压电路输出的电压值来调整其开度，从而调整出风量，达到温度调节的目的。

请参照图2所示，风机档位控制电路其包括第一电子开关、第一继电器、第二电子开关、第二继电器、第三电子开关、第三继电器和设备电源。

其中，微控制器的三个控制端分别通过第一电子开关、第二电子开关、第三电子开关控制第一继电器、第二继电器、第三继电器的励磁与否。

所述第一继电器包括第一继电器线圈以及与所述第一继电器线圈配合的第一单刀双掷开关，所述第一单刀双掷开关包括第一动触点A1、第一常闭静触点A3和第一常开静触点A2，所述第一动触点A1连接至设备电源，设备电源可以采用220V交流电源，所述第一常闭静触点A3悬空。第一继电器线圈和第一单刀双掷开关的配合关系是：第一继电器线圈励磁，第一动触点A1和第一常开静触点A2建立连接，否则，第一动触点A1始终和第一常闭静触点A3建立连接，即此时构成断路。

所述第二继电器包括第二继电器线圈以及与所述第二继电器线圈配合的第二单刀双掷开关，所述第二单刀双掷开关包括第二动触点B1、第二常闭静触点B3和第二常开静触点B2，所述第二动触点B1连接至第一常开静触点A2，所述第二常开静触点B2连接至风机中档的接线端子。第二继电器线圈和第二单刀双掷开关的配合关系是：第二继电器线圈励磁，第二动触点B1和第二常开静触点B2建立连接，否则，第二动触点B1始终和第二常闭静触点B3建立连接。

所述第三继电器包括第三继电器线圈以及与所述第三继电器线圈配合的第三单刀双掷开关，所述第三单刀双掷开关包括第三动触点E1、第三常闭静触点E3和第三常开静触点E2，所述第三动触点E1连接至第二常闭静触点B3，所述第三常开静触点E2连接至风机高档的接线端子，所述第三常闭静触点E3连接至风机低档的接线端子。第三继电器线圈和第三单刀双掷开关的配合关系是：第三继电器线圈励磁，第三动触点E1和第三常开静触点E2建立连接，否则，第三动触点E1始终和第三常闭静触点E3建立连接。

上述方案，如果需要风机工作在低档模式下，则只需要使第一继电器线圈励磁即可，如果需要风机工作在中档模式下，则使第一继电器和第二继电器励磁，如果需要风机工作在高档模式下，则使第一继电器和第三继电器励磁。即使工作在中档模式下，第三继电器励磁，也不会使得风机同时处于中档和高档两种模式下，同理，如果风机工作在高档模式下时，第二继电器励磁，则风机会转至中档模式下，因此，微控制器的输出高电平情况不会使得风机两个或以上的档位模式处于工作状态。

当风机工作于某个档位时，电动阀必须开启方可出风，现有技术中对电动阀也是通过微控制器单独实现控制，这种方式在一定程度上，如果程序混乱或者其他因素造成对电动阀的控制失灵，则影响风机的正常工作，因此，在本实用新型较佳的实施例中，借助于上述电路，将电动阀连接至所述第一常开静触点，即有设备电源为电动阀供电，这样，只要是风机工作，该电动阀必定开启，否则，只要是风机不工作，该电动阀必定因失电导致关闭。

作为本实用新型较佳的实施例，每个电子开关均由一个NPN三极管和电阻组成，当然，电子开关也可以采用MOS管或晶闸管实现。

所述第一电子开关包括NPN三极管Q11、电阻R11，所述NPN三极管Q11的基极通过所述电阻R11连接至微控制器的第一控制端PB0；所述NPN三极管Q11的集电极通过所述第一继电器线圈连接至一24V直流电源，所述NPN三极管Q11的发射极接地。第一控制端PB0输出高电平，则NPN三极管Q11导通，第一继电器线圈励磁，否则，第一控制端PB0输出低电平，则NPN三极管Q11截止，第一继电器线圈失磁，为了避免第一继电器线圈失磁后产生的反向电压对NPN三极管Q11、微控制器以及其他元器件带来的损害，在本实用新型较佳的实施例中，第一继电器线圈上还跨接(即二极管D11和第一继电器线圈成并联关系)一个二极管D11，所述二极管D11的正极连接至NPN三极管Q11的集电极，所述二极管D11的负极连接至24V直流电源。

所述第二电子开关包括NPN三极管Q12、电阻R112，所述NPN三极管Q12的基极通过所述电阻R112连接至微控制器的第二控制端PB1；所述NPN三极管Q12的集电极通过所述第二继电器线圈连接至一24V直流电源，所述NPN三极管Q12的发射极接地。第二控制端PB1输出高电平，则NPN三极管Q12导通，第二继电器线圈励磁，否则，第二控制端PB1输出低电平，则NPN三极管Q12截止，第二继电器线圈失磁，为了避免第二继电器线圈失磁后产生的反向电压对NPN三极管Q12、微控制器以及其他元器件带来的损害，在本实用新型较佳的实施例中，所述第二继电器线圈上还跨接一个二极管D12，所述二极管D12的正极连接至NPN三极管Q12的集电极，所述二极管D12的负极连接至24V直流电源。

所述第三电子开关包括NPN三极管Q13、电阻R113，所述NPN三极管Q13的基极通过所述电阻R113连接至微控制器的第三控制端PB2；所述NPN三极管Q13的集电极通过所述第三继电器线圈连接至一24V直流电源，所述NPN三极管Q13的发射极接地。第三控制端PB2输出高电平，则NPN三极管Q13导通，第三继电器线圈励磁，否则，第三控制端PB2输出低电平，则NPN三极管Q13截止，第三继电器线圈失磁，为了避免第三继电器线圈失磁后产生的反向电压对NPN三极管Q13、微控制器以及其他元器件带来的损害，在本实用新型较佳的实施例中，所述第三继电器线圈上还跨接一个二极管D13，所述二极管D13的正极连接至NPN三极管Q13的集电极，所述二极管D13的负极连接至24V直流电源。

请参照图3所示，可调直流输出电路包括PWM控制器、滤波电路以及放大电路，所述微控制器通过PWM控制器、滤波电路连接至放大电路，所述微控制器输出3.3V直流电压至PWM控制器，所述PWM控制器对所述3.3V直流电压进行调制，产生一个0～3.3V的初始可调直流电压，所述初始可调直流电压经过滤波电路滤波以及放大电路放大后形成最终的可调直流电压，将最终的可调直流电压连接至电动阀的检测端，从而由微控制器根据具体的温度值来调整电动阀的开度，即调节单位时间出风量，这样，配合风机档位可以对温度得到更精确的控制。

滤波电路包括反相器U1和滤波子电路，所述反相器U1的输入端连接至PWM控制器的输出端，反相器U1的输出端通过所述滤波子电路连接至放大电路的输入端。反相器增强了PWM控制器的初始可调直流电压的低通，反相器与滤波子电路进行组合后可以消除和减去(大部分)初始可调直流电压中的交流分量，保证了初始可调直流电压的稳定，避免因交流分量形成的噪声干扰电路的正常使用以及损害电子器件。

具体的，请参照图4所示，所述滤波子电路包括电容C1、电阻R1、电阻R2以及电容C2，所述反相器U1的输出端经由电容C1和电阻R2连接至放大电路的输入端，所述PWM控制器的输出端经由所述电阻R1连接至放大电路的输入端，所述电容C2的一端连接至电阻R1和放大电路的输入端之间，所述电容C2的另一端接地。

另外，为了提高可调直流电压电路的驱动能力，在本实用新型较佳的实施例中，在放电电路中增加电压跟随电路，即放大电路包括放大子电路和电压跟随电路，所述放大子电路的输入端连接至滤波电路的输出端，所述放大子电路的输出端经由所述电压跟随电路输出最终的可调直流电压。

具体的，请参照图4所示，放大子电路包括放大器U2、电阻R3、电阻R4和电阻R5，所述电压跟随电路包括电阻R6和NPN三极管Q1，所述放大器U2的同相输入端连接至电阻R1和电容C2之间，所述NPN三极管Q1的发射极经由电阻R4和电阻R5后接地，所述放大器U2的反相输入端连接至电阻R4和电阻R5之间，所述放大器U2的输出端经电阻R3连接至NPN三极管Q1的基极，所述NPN三极管Q1的集电极经由电阻R6连接至24V直流电源。电压跟随电路具有输入阻抗高、输出阻抗低的特点，当输入阻抗很高时，就相当于对前级电路(放大子电路)开路；当输出阻抗很低时，对后级电路(风机)就相当于一个恒压源，即输出电压不受后级电路阻抗影响，因此，电压跟随电路还具备隔离作用，使前、后级电路之间互不影响。需要说明的是：电压跟随电路还可以采用放大倍数为1的放大器替代。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种温度控制电路，其特征在于，其包括微控制器、温度传感器、风机档位控制电路以及可调直流电压电路，所述温度传感器与微控制器相连，用于将采集的温度信号发送至微控制器，所述微控制器与所述风机档位控制电路相连，用于根据所述温度信号调节风机的档位，所述风机的出风口连接一出风管道，所述出风管道上设置有一电动阀，所述可调直流电压电路的输入端和输出端分别与微控制器和电动阀的检测端相连，用于将微控制器输出的电压调制成可调直流电压控制电动阀的开度。

2.根据权利要求1所述的温度控制电路，其特征在于，所述风机档位控制电路包括第一电子开关、第一继电器、第二电子开关、第二继电器、第三电子开关、第三继电器和设备电源；

其中，微控制器分别通过第一电子开关、第二电子开关、第三电子开关控制第一继电器、第二继电器、第三继电器的励磁与否；

所述第一继电器包括第一继电器线圈以及与所述第一继电器线圈配合的第一单刀双掷开关，所述第一单刀双掷开关包括第一动触点、第一常闭静触点和第一常开静触点，所述第一动触点连接至设备电源，所述第一常闭静触点悬空，所述电动阀的输入端连接至第一常开静触点；

所述第二继电器包括第二继电器线圈以及与所述第二继电器线圈配合的第二单刀双掷开关，所述第二单刀双掷开关包括第二动触点、第二常闭静触点和第二常开静触点，所述第二动触点连接至第一常开静触点，所述第二常开静触点连接至风机中档的接线端子；

所述第三继电器包括第三继电器线圈以及与所述第三继电器线圈配合的第三单刀双掷开关，所述第三单刀双掷开关包括第三动触点、第三常闭静触点和第三常开静触点，所述第三动触点连接至第二常闭静触点，所述第三常开静触点连接至风机高档的接线端子，所述第三常闭静触点连接至风机低档的接线端子。

3.根据权利要求2所述的温度控制电路，其特征在于，所述第一电子开关包括NPN三极管Q11、电阻R11，所述NPN三极管Q11的基极通过所述电阻R1连接至微控制器的第一控制端；所述NPN三极管Q11的集电极通过所述第一继电器线圈连接至一辅助电源，所述NPN三极管Q11的发射极接地，所述第一继电器线圈上还跨接一个二极管D11，所述二极管D11的正极连接至NPN三极管Q11的集电极，所述二极管D11的负极连接至辅助电源。

4.根据权利要求2所述的温度控制电路，其特征在于，所述第二电子开关包括NPN三极管Q12、电阻R12，所述NPN三极管Q12的基极通过所述电阻R12连接至微控制器的第二控制端；所述NPN三极管Q12的集电极通过所述第二继电器线圈连接至一辅助电源，所述NPN三极管Q12的发射极接地，所述第二继电器线圈上还跨接一个二极管D12，所述二极管D12的正极连接至NPN三极管Q12的集电极，所述二极管D12的负极连接至辅助电源。

5.根据权利要求2所述的温度控制电路，其特征在于，所述第三电子开关包括NPN三极管Q13、电阻R13，所述NPN三极管Q13的基极通过所述电阻R3连接至微控制器的第三控制端；所述NPN三极管Q13的集电极通过所述第三继电器线圈连接至一辅助电源，所述NPN三极管Q13的发射极接地，所述第三继电器线圈上还跨接一个二极管D13，所述二极管D13的正极连接至NPN三极管Q13的集电极，所述二极管D13的负极连接至辅助电源。

6.根据权利要求1所述的温度控制电路，其特征在于，所述可调直流电压电路包括PWM控制器、滤波电路以及放大电路，所述微控制器通过PWM控制器、滤波电路连接至放大电路，所述微控制器输出3.3V直流电压至PWM控制器，所述PWM控制器对所述3.3V直流电压进行调制，产生一个0～3.3V的初始可调直流电压，所述初始可调直流电压经过滤波电路滤波以及放大电路放大后形成最终的可调直流电压，连接至电动阀的检测端，以控制电动阀的开度，所述滤波电路包括反相器U1和滤波子电路，所述反相器U1的输入端连接至PWM控制器的输出端，所述反相器U1的输出端通过所述滤波子电路连接至放大电路的输入端。

7.根据权利要求6所述的温度控制电路，其特征在于，所述滤波子电路包括电容C1、电阻R1、电阻R2以及电容C2，所述反相器U1的输出端经由电容C1和电阻R2连接至放大电路的输入端，所述PWM控制器的输出端经由所述电阻R1连接至放大电路的输入端，所述电容C2的一端连接至电阻R1和放大电路的输入端之间，所述电容C2的另一端接地。

8.根据权利要求7所述的温度控制电路，其特征在于，所述放大电路包括放大子电路和电压跟随电路，所述放大子电路的输入端连接至滤波电路的输出端，所述放大子电路的输出端经由所述电压跟随电路输出最终的可调直流电压，所述放大子电路包括放大器U2、电阻R3、电阻R4和电阻R5，所述电压跟随电路包括电阻R6和NPN三极管Q1，所述放大器U2的同相输入端连接至电阻R1和电容C2之间，所述NPN三极管Q1的发射极经由电阻R4和电阻R5后接地，所述放大器U2的反相输入端连接至电阻R4和电阻R5之间，所述放大器U2的输出端经电阻R3连接至NPN三极管Q1的基极，所述NPN三极管Q1的集电极经由电阻R6连接至辅助电源。

9.根据权利要求1-8任一项所述的温度控制电路，其特征在于，所述微控制器为MKW41Z芯片。

10.根据权利要求1-8任一项所述的温度控制电路，其特征在于，所述温度控制电路还包括flash闪存模块、RS485模块以及无线模块，所述flash闪存模块、RS485模块以及无线模块均与微控制器连接。