CN213602845U - 一种温控电路和电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种温控电路，用于电子设备低温加热控制，包括：加热电源开关、加热元件、温度传感器、电路电源开关；加热电源开关连接于加热元件，用于控制加热元件的运行；电路电源开关连接电源输入和设备电路，用于为设备电路模块供电；温度传感器的TL线与加热电源开关连接；温度传感器设置有加热温度点TL，温度传感器检测到环境温度低于加热温度点TL时，通过的TL线控制加热电源开关打开，使加热元件运行；温度传感器的TH线与电路电源开关连接；温度传感器设置有工作温度点TH，温度传感器检测到环境温度高于工作温度点TH时，通过TH线控制电路电源开关打开，使设备工作；加热温度点TL高于工作温度点TH。

Description

一种温控电路和电子设备

技术领域

本实用新型涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种温控电路和采用该温控电路的电子设备。

背景技术

电子元器件都有最低工作温度限制，电子元器件按其可工作的温度范围区分为：E级(商业级)，I级(工业级)和M级(军用级)。E级器件工作的最低温度为0℃，I级器件工作的最低温度为-40℃，M级器件工作的最低温度为 -55℃。E级的元器件通常使用不受国际关系限制，价格也最便宜，而I级的价格通常都高于E级至少20％，M级的元器件西方国家对我国禁售，能买到也是天价。而且在实际使用过程中发现，即使在规格要求的温度范围内，某些I级元器件的性能在低温接近-40℃时也会异常。

某些条件下要求电子设备在低温下工作，如果通过电路措施，能够采用普通的工业级器件甚至商业级器件，使设备能够工作在低于元器件额定的最低工作温度的环境中，例如-55℃的高空环境中，不仅能扩大设备可以应用的工作范围，还可以大大降低设备成本。

实用新型内容

本实用新型提供了一种温控电路和电子设备，旨在解决上述问题。

根据本申请实施例的第一方面，提供了一种温控电路，包括：加热电源开关、加热元件、温度传感器、电路电源开关；所述温度传感器和所述加热电源开关均连接于设备电源输入；所述电路电源开关用于连接设备的电路，所述加热电源开关连接于所述加热元件，用于控制所述加热元件的运行；所述电路电源开关连接所述电源输入和设备电路，用于为设备电路模块供电；所述温度传感器的TL线与所述加热电源开关连接；所述温度传感器设置有加热温度点 TL，所述温度传感器检测到环境温度低于所述加热温度点TL时，通过所述的TL 线控制所述加热电源开关打开，使所述加热元件运行；所述温度传感器的TH线与所述电路电源开关连接；所述温度传感器设置有工作温度点TH，所述温度传感器检测到环境温度高于所述工作温度点TH时，通过所述TH线控制所述电路电源开关打开，使设备工作；所述加热温度点TL高于所述工作温度点TH。

在本实用新型的温控电路中，所述温度传感器是采用DS1620芯片。

在本实用新型的温控电路中，所述加热元件为PTC加热片或热电阻。

根据本申请实施例的第二方面，提供了一种具有温控电路的电子设备，其采用了上述的温控电路。

本申请实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：在本实用新型的温控电路中，具有温度测量功能，并能将测量的温度和预定门限进行比较，输出指示或控制信号。当温度传感器检测到环境温度低于加热温度点TL时，控制TL 线控制所述加热电源开关打开。当温度传感器检测到环境温度高于工作温度点时，控制TH线控制电路电源开关打开，为设备电路供电。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例的温控电路的示意性框图；

图2是本实用新型实施例的温控电路的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

还应当理解，在此本实用新型说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型。如在本实用新型说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本实用新型说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

请参照图1所示，本实用新型公开了一种温控电路，用于电子设备低温加热控制。该温控电路包括加热电源开关、加热元件、温度传感器、电路电源开关和设备电路模块。温度传感器和加热电源开关均连接于设备电源输入。加热电源开关连接于加热元件，用于控制加热元件的运行。电路电源开关用于连接设备的电路，需要说明的是，本申请附图中的设备的电路可以为各种电子设备的不同电路，本申请主要是对设备电路中增加了温控的模块，使得元件在低温环境下可以正常运行。例如某些条件下要求电子设备能够在低温下工作，通过本申请的电路，可以采用普通工业级器件甚至是商业级器件，使设备能够在低于元器件额定的最低工作温度的环境中正常运行，比如-55℃的高空环境中，不仅能扩大设备可以应用的工作范围，还可以大大降低设备成本。并且本申请具有温度测量功能，并能将测量的温度和预定门限进行比较，输出指示或控制信号。

其中，温度传感器的TL线与加热电源开关连接，温度传感器的TL线设置有加热温度点TL，当温度传感器检测到环境温度低于加热温度点TL时(即TL 线为高电平时)，TL线控制加热电源开关打开，从而启动加热元件进行加热，使得环境温度升高，有利于电路中元件的正常运行。温度传感器的TH线与电路电源开关连接，TH线设置有工作温度点TH，当温度传感器检测到环境温度高于工作温度点TH时，TH线控制电路电源开关打开，从而使得设备电路模块能够正常工作。

本实施例中，加热温度点TL高于所述工作温度点TH。这样设备工作就有3 个温度区间：

1.当所述温度传感器测量的温度低于设定的工作温度点TH时，电路不工作只加热。

2.当所述温度传感器测量的温度低于设定的加热温度点TL、高于设定的工作温度点TH时，电路开始工作，同时加热。

3.当所述温度传感器测量的温度高于设定的加热温度点TL时，电路工作，停止加热。

当环境温度很低、电路工作自身工作所发热量不足以维持设备温度在设定的加热温度点TL之上时，加热电路会时而工作，时而停止，使设备温度围绕设定的加热温度点TL波动。而由于设定的加热温度点TL高于设定的工作温度点 TH，在设备温度波动的同时，设备可以持续工作。

在一些实施例中，设备要求在高空工作，工作环境最低温度要求为-55℃，但设备中部分器件工作的最低温度不到-40℃。低温加热电路的温度传感器采用maxim公司的DS1620，它的工作温度范围是-55℃～125℃，可以通过RST、 CLK、DQ三条串行接口线设置工作温度点、加热温度点和其它工作方式，读回测量温度值和各种设置数值，它的设置参数可以保存在内部FLASH中。设备中的低温关键器件标称最低温度都是-40℃，但实际上，有些器件-35℃就工作不正常。因此设置工作温度点为-30℃，加热温度点为-25℃。

在一个可选的实施例中，加热电源开关和电路电源开关可以采用开关场效应管实现。具体地，加热电源开关电路和电路电源开关都是由IRF4095S场效应管和NPN三级管组合(如图2所示)，当TL线或TH线为高电平时，NPN三级管导通，IRF4095S场效应管也导通，使电源接通。反之，当TL线和TH线为低电平时，NPN三级管截止，IRF4095S场效应管也截止，使电源断开。温度传感器采用DS1620芯片，加热元件采用PTC加热片，PTC加热片具有高温限制，安全可靠。电子元器件都安装在PCB板上，PCB板上加了屏蔽罩，将加热片固定在低温关键器件、DS1620器件上方的位置上，低温关键器件、DS1620和屏蔽罩之间的缝隙填导热橡胶。当然加热电源开关和电路电源开关也可以采用其它的方式实现，只要符合本申请的原理即在本申请的范围内。在一些实施例中，加热元件也可以采用热电阻。

实验结果表明，加热电路应用是成功的，在-55℃的环境中，DS1620读出的温度保持在TL＝-25℃左右，电路始终工作正常。

需要说明的是，按照设备要求的工作温度下开始工作，启动时间的长短，以及设备总功耗限制，确定发热元件的功耗，使得电路在规定的最低工作温度和启动时间内，达到低温关键器件工作要求的温度。设备电路开始工作后，如果环境温度较低，设备电路工作自身发热不足以维持温度传感器测量温度在加热温度点之上时，加热电源开关会时通时断，使温度传感器测量温度在加热温度点上下波动。由于加热温度点高于工作温度点，设备电路可以持续不断地工作下去。

要求温度传感器、电路电源开关、加热电源开关这三部分电路的工作温度范围覆盖设备工作的温度范围，即工作的最低温度低于设备工作的要求的最低温度。

在设备内部布局上，要求加热元件分布在低温关键器件和温度传感器的周围，加热元件和低温关键器件、温度传感器之间应做良好的导热处理，以提高加热效率。温度传感器测量的温度，和低温关键器件的温度会有一定的差别，设置的工作温度点的值时要保证当温度传感器测量的温度高于工作温度点时，低温关键器件的温度一定高于最低工作温度。

本申请还涉及一种具有温控电路的电子设备，该电子设备采用了上述的温控电路，使得电子设备可以在低温环境下正常运行。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种温控电路，其特征在于，包括：加热电源开关、加热元件、温度传感器、电路电源开关；所述温度传感器和所述加热电源开关均连接于设备电源输入；所述电路电源开关用于连接设备的电路，所述加热电源开关连接于所述加热元件，用于控制所述加热元件的运行；所述电路电源开关连接所述电源输入和设备电路，用于为设备电路模块供电；所述温度传感器的TL线与所述加热电源开关连接；所述温度传感器设置有加热温度点TL，所述温度传感器检测到环境温度低于所述加热温度点TL时，通过所述的TL线控制所述加热电源开关打开，使所述加热元件运行；所述温度传感器的TH线与所述电路电源开关连接；所述温度传感器设置有工作温度点TH，所述温度传感器检测到环境温度高于所述工作温度点TH时，通过所述TH线控制所述电路电源开关打开，使设备工作；所述加热温度点TL高于所述工作温度点TH。

2.根据权利要求1所述的温控电路，其特征在于，所述温度传感器是采用DS1620芯片。

3.根据权利要求1所述的温控电路，其特征在于，所述加热元件为PTC加热片或热电阻。

4.一种具有温控电路的电子设备，其特征在于，采用了如权利要求1-3任一项所述的温控电路。

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