这个设计是医用的，在输液时隔着管路对药液或血液加温，防止过冷的液体输入患者体内，导致不适或更严重的后果。而失控或器件故障导致超温是不可接受的，超温有可能导致药物失效或血液凝固。
加热器原理
如图1，红框里的部分为加热器，由可恢复的50±5℃温度开关串联加热丝。另加两个测温度的精度至少达到±0.5℃的元件构成。加热丝通电后温度升高，测温元件测量温度后进行反馈控制以稳定输出温度。
为实现单个元件故障，并不会导致不可接受的风险出现，关键的电路需要使用冗余设计。加热由Q1 Q2两个P沟道场效应管控制，其中Q1为开关控制，Q2为PWM控制。两管栅极驱动电路相似，因为需要PWM控制，Q2使用的上拉电阻小一些。同时需要限制PWM的频率，不大于1KHz。
加热电流由0.1Ω电阻采集输出后极放大器处理。
在使用前，可以做自检。
1、两个测温度的部件输出温度值应在正常范围内，且温度差在合理范围内。
2、分别关闭Q1与 Q2， 电流采样值应为0。同时打开Q1 Q2应有电流输出且在合理范围内。
单一故障分析
检测方法 | 处理方法 | ||
MCU故障 | 上电后不能引导运行 | 不检测 | Q1 Q2缺省关闭 |
程序跑飞 | 硬件看门狗 | 复位MCU，报警。 | |
Q1 场效应管 | 运行时不能打开 | 正常运行，检测不到加热电流 | 关闭Q2，报警 |
运行时不能关闭 | 关闭加热仍能检测到加热电流 | 关闭Q2，报警 | |
Q2场效应管 | 运行时不能打开 | 正常运行，检测不到加热电流 | 关闭Q1，报警 |
运行时不能关闭 | 关闭加热仍能检测到加热电流 | 关闭Q1，报警 | |
RT1 温敏元件 | 测量结果误差大 | 对比两个测量结果，差值超过合理范围，判断为异常 | 半闭Q1 Q2，报警 |
测量结果无变化 | 对比两个测量结果，差值超过合理范围，判断为异常 | 半闭Q1 Q2，报警 | |
RT2温敏元件 | 测量结果误差大 | 对比两个测量结果，差值超过合理范围，判断为异常 | 半闭Q1 Q2，报警 |
测量结果无变化 | 对比两个测量结果，差值超过合理范围，判断为异常 | 半闭Q1 Q2，报警 | |
加热元件 | 连接不良，特性异常 | 测量电流值不在合理范围内。 | 关闭Q1 Q2报警 |
部分短路 | |||
阻值变化较大 | |||
R33测量电流的电阻 | 电阻值异常 | 测量电流值不在合理范围内。 | 关闭Q1 Q2报警 |
F1 温度保险 | 保险常断开 | 测量无电流 | 关闭Q1 Q2报警 |
到达温度不能断开 | 温度到达阈值 | 关闭Q1 Q2报警 | |
连接线 | 测温度的线断开 测温度的线短路 | 测温度不正常 | 关闭Q1 Q2报警 |
加热元件线断开 | 测量电流值为零 | 关闭Q1 Q2报警 | |
短路 | 测得电流值大，可能烧测电流的电阻。 | 关闭Q1 Q2报警 |
至此可以保证，即使出现了单个元件故障，也不会超温风险。
作者：southcreek， 来源：面包板社区
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