一种温度控制电路的制作方法

本技术涉及温度控制设计领域，具体涉及一种温度控制电路。

背景技术：

1、温度控制一直以来都是硬件设备，乃至整个系统的一个巨大难题。所有的硬件设备，对温度都有一种特殊的敏感性。一方面温度不能过低，过低会导致设备启动异常或无法正常工作。另一方面，温度不能过高，过高会导致电子器件迅速到内部pn结的临界点，严重时会导致元器件发生不可逆损伤。

2、现有的技术方案均通过分布式温感来实现温度的读取，然后通过硬件接口对温感的轮询来实现实时监控，通过监控到的温度再来反过来调节风扇来实现对温度的控制。这种方案存在两个问题：

3、①硬件电路较为复杂，可能需要多个专用的温感芯片，导致硬件成本的增加。

4、②温度采集需要不断消耗控制芯片的运算资源来处理温度数据，以及占用控制芯片的硬件接口，导致硬件资源的额外占用。

5、针对此种情况，提出一种硬件解决方案：该方案使用运算放大器件，根据外部温度感应单元的输入，给出相应的温度调节信号。运算放大器电路根据外部的温度控制单元输出的电压差值，输出特定高低电平控制，从而开启或关闭加热电路或者散热电路，使得芯片或设备处于动态热平衡状态。由于芯片或设备始终工作在适宜温度区间内，因此其效率相应得以提高。此外，此电路可以提高硬件单元的利用率，减小硬件内部资源的消耗。

技术实现思路

1、本实用新型提出了一种通过硬件电路来实现芯片或者设备自动加热或散热的温度控制方案。该方案使得控制芯片或设备处于一种热平衡中，有效提高硬件部分的工作效率。凭借其简单的硬件电路设计，该方案能有效地提高硬件链路的资源利用效率。

2、技术方案如下：

3、一种温度控制电路，包括：温度信息采集电路、跟随器电路、低温比较电路和高温比较电路；

4、所述温度信息采集电路用于实时检测设备的温度并将温度值转换为电压信号输出；

5、所述跟随器电路与温度信息采集电路的输出端连接，用于接收电压信号并对其进行隔离，输出稳定的电压信号；

6、所述低温比较电路和高温比较电路分别与跟随器电路连接，均接收电压信号；

7、所述高温比较电路将接收到的电压信号与高温阈值电压/电压区间进行比较，并依据比较结果输出高/低电平；高温比较电路的输出端与制冷装置连接，当其输出高电平时，制冷装置开始制冷；

8、所述低温比较电路将接收到的电压信号与低温阈值电压/电压区间进行比较，并依据比较结果输出高/低电平；低温比较电路的输出端与制热装置连接，当其路输出高电平时，制热装置开始制热。

9、进一步，当设备的温度越高、温度信息采集电路输出的电压信号越低时，所述高温比较电路为第一比较电路、低温比较电路为第二比较电路；

10、反之，当设备的温度越高、温度信息采集电路输出的电压信号也越高时，所述高温比较电路为第二比较电路、低温比较电路为第一比较电路；

11、所述第一比较电路包括第一运算放大器u2、第一分压电路和第一供电电路，所述第一运算放大器u2的负输入端用于接收跟随器电路输出的电压信号、正输入端接入第一分压电路，所述第一分压电路包括并联的电容c4、c5和串联电阻r3、r4；电源电压经过c5、c6滤波，经串联电阻r3、r4分压得到阈值电压；

12、所述第一供电电路包括并联的电容c6、c7和串联电阻r7，电源电压经过c6、c7滤波，经串联电阻r7后为第一运算放大器u2供电；

13、所述第二比较电路包括第二运算放大器u3、第二分压电路和第二供电电路，所述第二运算放大器u3的正输入端用于接收跟随器电路输出的电压信号、负输入端接入第二分压电路，所述第二分压电路包括并联的电容c9、c10串联电阻r10、r11；电源电压经过c9、c10滤波，经串联电阻r10、r11分压后得到阈值电压；

14、所述第二供电电路包括并联的电容c11、c12和串联电阻r14，电源电压经过c11、c12滤波，经串联电阻r14后为第二运算放大器u3供电。

15、优选，所述第一比较电路还包括第一反馈电路，其包括连接在第一分压电路与第一运算放大器u2正输入端之间的电阻r5、连接在第一运算放大器u2正输入端与输出端之间的电阻r6；

16、电源电压经过c5、c6滤波，经串联电阻r12、r14分压后分别经过电阻r5、电阻r6得到阈值电压区间的两个区间端点电压。

17、优选，所述第二比较电路还包括第二反馈电路，其包括连接在第二运算放大器u3负输入端的电阻r12、连接在第二运算放大器u3正输入端与输出端之间的电阻r13；

18、电源电压经过c9、c10滤波，经串联电阻r10、r11分压后分别经过电阻r12、电阻r13得到阈值电压区间的两个区间端点电压。

19、进一步，所述跟随器电路包括第三供电电路、第三运算放大器u1a和第四运算放大器u1b；

20、所述第三供电电路包括并联的电容c1、c2和串联电阻r1，电源电压经过c1、c2滤波，经串联电阻r1后为第三运算放大器u1a和第四运算放大器u1b供电；

21、由电阻r2和电容c3组成的并联反馈电路与第三运算放大器u1a构成第一电压跟随器，所述温度信息采集电路输出的电压信号经过第一电压跟随器后输入到第一运算放大器u2的负输入端；

22、由电阻r9和电容c8组成的并联反馈电路与第四运算放大器u1b构成第二电压跟随器，所述温度信息采集电路输出的电压信号经过第二电压跟随器后输入到第二运算放大器u3的正输入端。

23、进一步，所述温度信息采集电路为热敏电阻采集电路或温度感应芯片采集电路。

24、进一步，所述制热装置包括：水泥电阻、电热管、电阻丝和tec半导体制冷器；

25、所述制冷装置包括：tec半导体制冷器和风扇。

26、进一步，所述第一比较电路的输出端设有上拉电阻r8；第二比较电路的输出端设有上拉电阻r15。

27、本实用新型具有以下特点：

28、1)通过电压跟随器电路，对实时获取的电压信息起到隔离、阻抗变化的作用，使得给到后级的电压信号最大化，实现计电路中相对稳定可靠的信号输入源，提高了电路的稳定性。

29、2)通过高、低温比较电路可实现自动加热、自动散热、实现动态热平衡。在设备工作时工作，使得芯片或设备处于一种动态的热平衡，有效的提高了其工作效率。

30、3)相较于在设备或芯片外部搭建一个温度控制设备，该方案可以有效的降低成本。相较于传统的温感轮询方案，可以减少对cpu或设备的内部线程及资源占用问题。

31、4)该方案也可以解决因低温无法启动的问题，极大的提高了设备的可靠性。

32、5)第一反馈回路和第二反馈电路能够改善因外界干扰、输入电压信号跃变，引起的高低电平频繁转换问题，提升了抗干扰能力，保障了电压信号对比的稳定性、准确性。

技术特征：

1.一种温度控制电路，其特征在于，温度信息采集电路、跟随器电路、低温比较电路和高温比较电路；

2.如权利要求1所述温度控制电路，其特征在于：当设备的温度越高、温度信息采集电路输出的电压信号越低时，所述高温比较电路为第一比较电路、低温比较电路为第二比较电路；

3.如权利要求2所述温度控制电路，其特征在于：所述第一比较电路还包括第一反馈电路，其包括连接在第一分压电路与第一运算放大器u2正输入端之间的电阻r5、连接在第一运算放大器u2正输入端与输出端之间的电阻r6；

4.如权利要求2所述温度控制电路，其特征在于：所述第二比较电路还包括第二反馈电路，其包括连接在第二运算放大器u3负输入端的电阻r12、连接在第二运算放大器u3正输入端与输出端之间的电阻r13；

5.如权利要求1所述温度控制电路，其特征在于：所述跟随器电路包括第三供电电路、第三运算放大器u1a和第四运算放大器u1b；

6.如权利要求1所述温度控制电路，其特征在于：所述温度信息采集电路为热敏电阻采集电路或温度感应芯片采集电路。

7.如权利要求1所述温度控制电路，其特征在于：所述制热装置包括：水泥电阻、电热管、电阻丝和tec半导体制冷器；

8.如权利要求2所述温度控制电路，其特征在于：所述第一比较电路的输出端设有上拉电阻r8；第二比较电路的输出端设有上拉电阻r15。

技术总结本技术提供一种温度控制电路，包括：温度信息采集电路、跟随器电路、低温比较电路和高温比较电路；温度信息采集电路用于实时检测设备的温度并将温度值转换为电压信号输出；跟随器电路用于接收电压信号并输出稳定的电压信号；低温比较电路和高温比较电路分别与跟随器电路连接，高温比较电路将接收到的电压信号与高温阈值电压/电压区间进行比较，控制制冷装置；低温比较电路将接收到的电压信号与低温阈值电压/电压区间进行比较，控制制热装置；本方案可以实现温度自动调节，通过高低温比较电路，使得硬件设备的工作在额定的温度区间，处于动态热平衡，具有实用性强，适用性广，成本低，可靠性高，稳定性强的特点。技术研发人员：穆港,吕猛,阮桂龙,许恩蕾受保护的技术使用者：易思维（杭州）科技股份有限公司技术研发日：20231120技术公布日：2024/7/25