一种恒温金属浴制造技术

一种恒温金属浴，它包括DC12V电源适配器、主电路、半导体制冷片、控制电路、温度传感器、散热片、风扇和导热平台；该半导体制冷片通过主电路及电源适配器与交流电源形成回路，其两个表面通过导热硅脂分别与导热平台及散热片紧紧接触；该主电路内的功率开关管与控制电路通过导线相连；该温度传感器通过导热硅脂紧紧贴于导热平台下表面并通过导线与控制电路相连接；该风扇通过DV12V供电，并正对散热片风道进行风冷；本实用新型专利技术选择Buck电路和全桥逆变电路级联的主电路拓扑，通过Buck调功改变输出脉宽，实现输出功率的精确调节，通过全桥逆变实现电流换向，控制半导体的制冷及加热，从而实现工作过程的精确控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术提供一种温度均匀且温度控制精确的恒温金属浴装置，属于分析仪器领域。
技术介绍
石油、生物及化工等行业在对相关样品进行分析测试时，需要满足一定的温度条件，因此需要通过恒温控制系统进行加热、制冷、保温等工作，让样品处于恒定的温度环境中。恒温金属浴作为一种为生化试剂的保存及反应进行温度控制的仪器，广泛应用于各种生化样品的保存、各种酶的保存及反应、聚合酶链式反应、电泳的预变性、血清凝固及核算和蛋白质的变性处理等。目前的恒温金属浴一般采用直流电源级联全桥逆变电路后输出至半导体制冷片的电路模式，全桥逆变电路既进行功率调节，又实现电流换向，在这种模式下，输出至半导体制冷片的电压纹波较大，控制精度较低，从而存在温度超调量较大、温度稳定度较低等问题。
技术实现思路
(一)专利技术目的本专利技术的目的是提供一种以Buck电路和全桥逆变电路串联主电路模式的恒温金属浴，Buck电路进行功率调节，全桥逆变电路进行电流换向，旨在解决现有技术中由于电压纹波大导致的温度超调量大、温度稳定度低，温度控制精度低等问题。(二)技术方案为实现上述专利技术目的，本专利技术所采取的技术方案是：本专利技术一种恒温金属浴，它包括DC12V电源适配器、主电路、半导体制冷片、控制电路、温度传感器、散热片、风扇和导热平台；它们之间的位置连接关系是：所述半导体制冷片通过主电路及DC12V电源适配器与AC220V交流电源形成回路，其两个表面通过导热硅脂分别与导热系数好的导热平台及散热片紧紧接触；所述主电路内的功率开关管与控制电路通过导线相连；所述温度传感器通过导热硅脂紧紧贴于导热平台下表面并通过导线与控制电路相连接；所述风扇通过DV12V供电，并正对散热片风道进行风冷。所述DC12V电源适配器为常用DC12V电源适配器，它将AC220V转化为DC12V；所述主电路包括Buck电路和全桥逆变电路，所述DC12V电源适配器与AC220V相连，所述Buck电路输入端与DC12V电源适配器输出端相连，所述全桥逆变电路输入端与Buck电路输出端相连，所述半导体制冷片与全桥逆变电路输出端相连；该Buck电路和该全桥逆变电路均为本领域常用电路结构；所述半导体制冷片为额定电压为DC12V的半导体制冷片；所述控制电路包括滤波放大单元、单片机控制单元、PWM隔离驱动单元、液晶屏及按键；它们之间的位置连接关系是：所述温度传感器通过滤波放大单元与单片机控制单元相连，所述单片机控制单元与PWM隔离驱动单元、液晶屏及按键相连，所述PWM隔离驱动单元与主电路内Buck电路和全桥逆变电路中的功率开关管相连；进一步的，所述滤波放大单元包括差动放大电路和电压滤波放大电路，差动放大电路的输出端连接至电压滤波放大电路的输入端；所述差动放大电路和电压滤波放大电路均为由集成运算放大器LM258及其外围电路构成；该差动放大电路的基准为0℃时标准电阻的分压值；进一步的，所述单片机控制单元由MC9S08DZ60CLC单片机及其外围电路构成；进一步的，所述PWM隔离驱动单元包括五路PMW隔离驱动电路，分别与Buck电路中一个功率开关管和全桥逆变电路中四个功率开关管的栅极相连；该PMW隔离驱动电路由三极管9014和光耦合器TLP250及其外围电路构成。它们之间的位置连接关系是：9014发射极接地，基极接输入信号，集电极与TLP250的3脚相接，TLP250的2脚接+5V供电，TLP250的8脚接+12V供电，TLP250的6脚和7脚并联后作为输出；进一步的，所述液晶屏及按键选用LCD1602液晶显示屏和触点按键；所述温度传感器为PT100温度传感器，采样导热平台温度信号，通过滤波放大电路与单片机及外围电路相连；所述散热片为铜制散热片；所述风扇为DC12V供电的散热风扇；所述导热平台为采用导热系数好的铸铝制作的工作平板，并以此作为工作平台。(三)本专利技术的优点及功效本专利技术的一种恒温金属浴选择Buck电路和全桥逆变电路级联的主电路拓扑，通过Buck调功改变输出脉宽，实现输出功率的精确调节，通过全桥逆变实现电流换向，控制半导体制冷片工作面的制冷及加热，从而实现工作过程的精确控制。附图说明下面将结合附图和具体实施方式对本作进一步详细的说明。图1为本专利技术的电路结构示意图。图2为本专利技术的滤波放大单元示意图。图3为本专利技术的PWM隔离驱动单元示意图。图中：1为DC12V电源适配器，2为主电路，3为半导体制冷片，4为温度传感器，5为风扇，6为控制电路，7为散热片，8为导热平台。201为Buck电路，202为全桥逆变电路。601为单片机控制单元，602为滤波放大单元，603为液晶屏，604为按键，605为PWM隔离驱动单元。6051为PWM隔离驱动单元1，6052为PWM隔离驱动单元2，6053为PWM隔离驱动单元3，6054为PWM隔离驱动单元4，6055为PWM隔离驱动单元5。具体实施方式本专利技术的一种恒温金属浴，其具体实施方式是：本专利技术一种恒温金属浴，参见图1所示，包括：DC12V电源适配器1，主电路2，半导体制冷片3，温度传感器4，风扇5，控制电路6，散热片7，导热平台8。所述半导体制冷片3通过主电路2及DC12V电源适配器1与AC220V交流电源形成回路，半导体制冷片3的两个表面通过导热硅脂分别与导热系数好的导热平台8及散热片7紧紧接触；所述主电路2的功率开关管T1、T2、T3、T4、T5与控制电路6通过导线相连；所述温度传感器4通过导热硅脂紧紧贴于导热平台8下并通过导线与控制电路6相连接；所述风扇5通过DV12V供电，并正对散热片7风道进行风冷。参见图1所示，DC12V电源适配器1将AC220V交流电转化为DC12V直流电，为恒温金属浴的主电路2、风扇5和控制电路6进行供电。参见图1所示，主电路2包括Buck电路201和全桥逆变电路202，Buck电路201的输入为主电路1的输入，Buck电路201的输出作为全桥逆变电路202的输入，全桥逆变电路202的输出为主电路1的输出。通过控制Buck电路201内功率开关管T1的开通和关断调节输出功率，实现输出功率0～100％可调，从而获得加热/制冷时较为精确的温度稳定性和较低的温度超调量；通过控制全桥逆变电路202内功率开关管T2和T5、T3和T4的开通和关断实现电流换向，从而控制半导体制冷片工作表面的制冷和加热模式的切换。参见图1所示，半导体制冷片3与主电路2的输出端相连接，半导体制冷片3的一个表面作为工作面通过导热硅脂与导热平台8紧密接触，在主电路不同的输出功率和输出电流方向下实现不同功率的制冷/加热；另一个表面作为非工作面通过导热硅脂与散热片7紧密接触，实现散热/散冷。参见图1所示，温度传感器4为PT100温度传感器，温度传感器4通过导热硅脂与导热平台8的下表面紧密接触，其输出信号通过控制电路6内的滤波放大单元602输出至单片机控制单元601。参见图1所示，风扇5为DC12V供电的风扇，其吹风风向正对散热片7的风道，从而实现半导体制冷片非工作面的快速散热/散冷。参见图1所示，控制电路6包括单片机控制单元601、滤波放大单元602、液晶屏603，按键604，PWM隔离驱动单元605。其中PWM隔离单元605包括五组PWM隔离驱动单元，分别为PWM隔离驱动单元16051，P本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种恒温金属浴，其特征在于：它包括DC12V电源适配器、主电路、半导体制冷片、控制电路、温度传感器、散热片、风扇和导热平台；所述半导体制冷片通过主电路及DC12V电源适配器与AC220V交流电源形成回路，其两个表面通过导热硅脂分别与导热系数好的导热平台及散热片紧紧接触；所述主电路内的功率开关管与控制电路通过导线相连；所述温度传感器通过导热硅脂紧紧贴于导热平台下表面并通过导线与控制电路相连接；所述风扇通过DV12V供电，并正对散热片风道进行风冷；所述DC12V电源适配器为常用DC12V电源适配器；所述主电路包括Buck电路和全桥逆变电路，所述DC12V电源适配器与AC220V相连，所述Buck电路输入端与DC12V电源适配器输出端相连，所述全桥逆变电路输入端与Buck电路输出端相连，所述半导体制冷片与全桥逆变电路输出端相连；所述半导体制冷片为额定电压为DC12V的半导体制冷片；所述控制电路包括滤波放大单元、单片机控制单元、PWM隔离驱动单元、液晶屏及按键；该温度传感器通过滤波放大单元与单片机控制单元相连，该单片机控制单元与PWM隔离驱动单元、液晶屏及按键相连，该PWM隔离驱动单元与主电路内Buck电路和全桥逆变电路中的功率开关管相连；进一步的，该滤波放大单元包括差动放大电路和电压滤波放大电路，差动放大电路的输出端连接至电压滤波放大电路的输入端；该差动放大电路和电压滤波放大电路均为由集成运算放大器LM258及其外围电路构成；该差动放大电路的基准为0℃时标准电阻的分压值；进一步的，该单片机控制单元由MC9S08DZ60CLC单片机及其外围电路构成；进一步的，该PWM隔离驱动单元包括五路PMW隔离驱动电路，分别与Buck电路中一个功率开关管和全桥逆变电路中四个功率开关管的栅极相连；该PMW隔离驱动电路由三极管9014和光耦合器TLP250及其外围电路构成；三极管9014发射极接地，基极接输入信号，集电极与光耦合器TLP250的3脚相接，光耦合器TLP250的2脚接+5V供电，光耦合器TLP250的8脚接+12V供电，光耦合器TLP250的6脚和7脚并联后作为输出；进一步的，该液晶屏及按键选用LCD1602液晶显示屏和触点按键；所述温度传感器为PT100温度传感器，通过滤波放大电路与单片机及外围电路相连；所述散热片为铜制散热片；所述风扇为DC12V供电的散热风扇；所述导热平台为工作平板即工作平台。...

【技术特征摘要】
1.一种恒温金属浴，其特征在于：它包括DC12V电源适配器、主电路、半导体制冷片、控制电路、温度传感器、散热片、风扇和导热平台；所述半导体制冷片通过主电路及DC12V电源适配器与AC220V交流电源形成回路，其两个表面通过导热硅脂分别与导热系数好的导热平台及散热片紧紧接触；所述主电路内的功率开关管与控制电路通过导线相连；所述温度传感器通过导热硅脂紧紧贴于导热平台下表面并通过导线与控制电路相连接；所述风扇通过DV12V供电，并正对散热片风道进行风冷；所述DC12V电源适配器为常用DC12V电源适配器；所述主电路包括Buck电路和全桥逆变电路，所述DC12V电源适配器与AC220V相连，所述Buck电路输入端与DC12V电源适配器输出端相连，所述全桥逆变电路输入端与Buck电路输出端相连，所述半导体制冷片与全桥逆变电路输出端相连；所述半导体制冷片为额定电压为DC12V的半导体制冷片；所述控制电路包括滤波放大单元、单片机控制单元、PWM隔离驱动单元、液晶屏及按键；该温度传感器通过滤波放大单元与单片机控制单元相连，该单片机控制单元与PWM隔离驱动单元、液晶屏及按键相连，该PWM隔离驱动单元与主电路内Buc...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡国栋，
申请(专利权)人：北京东航科仪仪器有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11