本發(fā)明屬于加熱電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體涉及一種可實(shí)時(shí)測量加熱器電阻的加熱驅(qū)動電路及驅(qū)動方法。

背景技術(shù)：

1、目前，使用mos管或其他功率器件使后端加熱器在加熱過程中，均無法實(shí)現(xiàn)對加熱器的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，大部分是通過新增電流傳感器，檢測加熱電流狀態(tài)以確認(rèn)電路中加熱器是否正常工作，依據(jù)加熱器電流判斷加熱器電阻在使用過程中是否出現(xiàn)參數(shù)漂移、短路、斷路。

2、但當(dāng)加熱器出現(xiàn)瞬時(shí)短路時(shí)，通過電流檢測的方式往往具有一定的時(shí)延性，無法做到第一時(shí)間切斷加熱電壓，進(jìn)而可能存在損壞加熱器及配套加熱驅(qū)動電路的風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的：為滿足加熱電路對加熱器電阻變化的敏感性要求，本發(fā)明通過兩路加熱控制電路，通過分時(shí)序輸出，實(shí)現(xiàn)在加熱過程中實(shí)時(shí)測量加熱器電阻，在一個(gè)加熱周期內(nèi)，確保加熱器電阻正常后再啟動加熱，可實(shí)現(xiàn)對加熱器及加熱驅(qū)動電路在異常工作狀態(tài)下的實(shí)時(shí)保護(hù)。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案：一種可實(shí)時(shí)測量加熱器電阻的加熱驅(qū)動電路，該加熱驅(qū)動電路包含第一加熱控制電路及第二加熱控制電路，第一加熱控制電路接收第一加熱控制信號并經(jīng)光電耦合器n1、柵極驅(qū)動器n3、場效應(yīng)晶體管v1和并聯(lián)電阻r5和r6輸出第一加熱電壓信號，該第一加熱電壓信號還經(jīng)電阻r8輸出加熱器電阻測量信號v電阻測量，電阻r8阻值遠(yuǎn)大于加熱器阻值r，電阻r8的輸出端還并接開關(guān)二極管v7，開關(guān)二極管v7另兩個(gè)端口分別連接采集電路供電電源vccd和gnd；第二加熱控制電路接收第二加熱控制信號并經(jīng)光電耦合器n2、柵極驅(qū)動器n4和場效應(yīng)晶體管v2輸出第二加熱電壓信號；場效應(yīng)晶體管v1和場效應(yīng)晶體管v2具有加熱電源u；通過采集電路分時(shí)序輸出所述第一加熱控制信號和第二加熱控制信號，通過第一加熱控制信號檢測加熱器電阻r，通過第二加熱控制信號實(shí)現(xiàn)加熱電壓信號輸出；其中所述加熱器電阻r的計(jì)算如下：

3、r＝(r5×r6)/(r5+r6)×v電阻測量/(u-v電阻測量)。

4、有利地，柵極驅(qū)動器n3和柵極驅(qū)動器n4的浮動電源vb由vcc分別通過開關(guān)二極管v3和開關(guān)二極管v4提供，浮動電源vb與浮動電源地vs分別通過電容c3和電容c4連接，浮動電源地vs還分別通過開關(guān)二極管v5和開關(guān)二極管v6接地。

5、有利地，第二加熱控制電路中，電阻r7一端接地，另一端分為兩路，一路與柵極驅(qū)動器n4的浮動電源地vs相接，另一路經(jīng)并聯(lián)的分壓電阻r5、r6與柵極驅(qū)動器n3的浮動電源地vs相接。

6、有利地，采集電路采用單片機(jī)，通過ad采樣電路采集加熱器的電阻測量信號v電阻測量，該單片機(jī)同時(shí)還控制第一加熱控制信號和第二加熱控制信號。

7、有利地，第一加熱控制信號和第二加熱控制信號的信號周期可調(diào)，以應(yīng)對不同的加熱使用環(huán)境。

8、有利地，第一加熱控制信號的信號脈寬為1/20加熱周期t。

9、有利地，在柵極驅(qū)動器n3的輸出端與場效應(yīng)晶體管v1之間還具有限流電阻r3，在柵極驅(qū)動器n4的輸出端與場效應(yīng)晶體管v2之間還具有限流電阻r4。

10、有利地，在柵極驅(qū)動器n3和柵極驅(qū)動器n4的電源輸入端上還分別通過電容c1、c2接地，起到濾波電容的作用。

11、本發(fā)明還提供一種可實(shí)時(shí)測量加熱器電阻的加熱驅(qū)動方法，采用已述的加熱驅(qū)動電路，包括以下步驟：

12、s1、由采集電路按時(shí)序發(fā)送第一加熱控制信號；

13、s2、第一加熱控制電路導(dǎo)通后輸出第一加熱電壓信號和加熱器電阻測量信號v電阻測量；

14、s3、由采集電路通過下式計(jì)算加熱器電阻r：

15、r＝(r5×r6)/(r5+r6)×v電阻測量/(u-v電阻測量)；

16、s4、若加熱器電阻r正常，發(fā)送第二加熱控制信號在該加熱周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)加熱電壓輸出；若加熱器電阻r異常，返回步驟s1。

17、本發(fā)明的有益效果：

18、1)在輸出加熱電壓時(shí)，可實(shí)時(shí)檢測加熱器電阻；

19、2)當(dāng)加熱器出現(xiàn)瞬時(shí)的短路時(shí)，可滿足加熱電路對加熱器電阻的變化的敏感性要求；

20、3)可依據(jù)加熱器電阻的變化，實(shí)現(xiàn)對加熱電壓pmw脈寬的反饋，確保對后端加熱器的恒功率輸出，確保加熱器的恒功率工作；

21、4)無需在電路中增加電流傳感器即可檢測加熱器的工作狀態(tài)，增加了電路的經(jīng)濟(jì)性；

22、5)在一個(gè)加熱周期內(nèi)，確保加熱器電阻正常后再啟動加熱，可實(shí)現(xiàn)對加熱器及加熱驅(qū)動電路在異常工作狀態(tài)下的實(shí)時(shí)保護(hù)。

技術(shù)特征：

1.一種可實(shí)時(shí)測量加熱器電阻的加熱驅(qū)動電路，其特征在于：該加熱驅(qū)動電路包含第一加熱控制電路及第二加熱控制電路，第一加熱控制電路接收第一加熱控制信號并經(jīng)光電耦合器n1、柵極驅(qū)動器n3、場效應(yīng)晶體管v1和并聯(lián)電阻r5和r6輸出第一加熱電壓信號，該第一加熱電壓信號還經(jīng)電阻r8輸出加熱器電阻測量信號v電阻測量，電阻r8阻值遠(yuǎn)大于加熱器阻值r，電阻r8的輸出端還并接開關(guān)二極管v7，開關(guān)二極管v7另兩個(gè)端口分別連接采集電路供電電源vccd和gnd；第二加熱控制電路接收第二加熱控制信號并經(jīng)光電耦合器n2、柵極驅(qū)動器n4和場效應(yīng)晶體管v2輸出第二加熱電壓信號；場效應(yīng)晶體管v1和場效應(yīng)晶體管v2具有加熱電源u；通過采集電路分時(shí)序輸出所述第一加熱控制信號和第二加熱控制信號，通過第一加熱控制信號檢測加熱器電阻r，通過第二加熱控制信號實(shí)現(xiàn)加熱電壓信號輸出；其中所述加熱器電阻r的計(jì)算如下：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實(shí)時(shí)測量加熱器電阻的加熱驅(qū)動電路，其特征在于：柵極驅(qū)動器n3和柵極驅(qū)動器n4的浮動電源vb由vcc分別通過開關(guān)二極管v3和開關(guān)二極管v4提供，浮動電源vb與浮動電源地vs分別通過電容c3和電容c4連接，浮動電源地vs還分別通過開關(guān)二極管v5和開關(guān)二極管v6接地。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實(shí)時(shí)測量加熱器電阻的加熱驅(qū)動電路，其特征在于：第二加熱控制電路中，電阻r7一端接地，另一端分為兩路，一路與柵極驅(qū)動器n4的浮動電源地vs相接，另一路經(jīng)并聯(lián)的分壓電阻r5、r6與柵極驅(qū)動器n3的浮動電源地vs相接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實(shí)時(shí)測量加熱器電阻的加熱驅(qū)動電路，其特征在于：采集電路采用單片機(jī)，通過ad采樣電路采集加熱器的電阻測量信號v電阻測量，該單片機(jī)同時(shí)還控制第一加熱控制信號和第二加熱控制信號。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實(shí)時(shí)測量加熱器電阻的加熱驅(qū)動電路，其特征在于：第一加熱控制信號和第二加熱控制信號的信號周期可調(diào)，以應(yīng)對不同的加熱使用環(huán)境。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可實(shí)時(shí)測量加熱器電阻的加熱驅(qū)動電路，其特征在于：第一加熱控制信號的信號脈寬為1/20加熱周期t。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實(shí)時(shí)測量加熱器電阻的加熱驅(qū)動電路，其特征在于：在柵極驅(qū)動器n3的輸出端與場效應(yīng)晶體管v1之間還具有限流電阻r3，在柵極驅(qū)動器n4的輸出端與場效應(yīng)晶體管v2之間還具有限流電阻r4。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實(shí)時(shí)測量加熱器電阻的加熱驅(qū)動電路，其特征在于：在柵極驅(qū)動器n3和柵極驅(qū)動器n4的電源輸入端上還分別通過電容c1、c2接地，起到濾波電容的作用。

9.一種可實(shí)時(shí)測量加熱器電阻的加熱驅(qū)動方法，其特征在于：該方法采用如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的加熱驅(qū)動電路，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于加熱電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體涉及一種可實(shí)時(shí)測量加熱器電阻的加熱驅(qū)動電路及驅(qū)動方法。傳統(tǒng)的加熱控制電路較難實(shí)現(xiàn)加熱器電阻的測量，通常需要增加電流檢測回路，并依據(jù)加熱電壓來計(jì)算加熱器電阻，無法實(shí)現(xiàn)加熱電壓的高精度控制。本發(fā)明主要由兩路加熱控制電路組成，一路加熱控制電路用于后端加熱器的加熱電阻電壓反饋，另一路加熱控制電路用于后端加熱器的加熱電壓輸出，均由光電耦合器、柵極驅(qū)動器、場效應(yīng)晶體管、電阻、電容、開關(guān)二極管組成?？稍诩訜崞鞴ぷ鬟^程中實(shí)時(shí)測量加熱器電阻，并依據(jù)加熱器電阻情況反饋調(diào)節(jié)加熱電壓，實(shí)現(xiàn)加熱功率的高精度控制。

技術(shù)研發(fā)人員：杜富強(qiáng),楊艷,黃偉杰,李洋
受保護(hù)的技術(shù)使用者：武漢航空儀表有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6