本文介紹的家用恒溫控制器,其溫度調節范圍為30-60℃,可用作家庭制作酸奶、面粉發(fā)酵及其他方面的保溫。 工作原理 該恒溫控制器電路由溫度傳感器、差分放大器、矩形波發(fā)生器、脈寬調制器、執行和電源等部分電路組成,如圖所示。 溫度傳感器采用兩只硅開(kāi)關(guān)二極管VD1和VD2串聯(lián)后代用。VD1和VD2與電阻器R1、R3、R4等組成測溫電橋。四運算放大集成電路IC1內部的比較放大器D2作為差分放大器,D1作為緩沖隔離放大器,D3作為矩形波發(fā)生器(也稱(chēng)三角波形成電路),D4作為脈寬調制器。 接通電源開(kāi)關(guān)SA后,交流220V電壓經(jīng)R10降壓、VD3整流、C3濾波和VD4穩壓后,產(chǎn)生+12V電壓,作為IC1的工作電壓,+12V電壓還經(jīng)IC2穩壓成+5V電壓,為測溫電橋提供工作電壓,晶閘管VS作為執行部件,控制著(zhù)加熱器EH的工作。 由IC1內部D3和其外圍元件組成的矩形波振蕩器,產(chǎn)生的矩形波信號,從IC1的8腳輸出,經(jīng)電阻器R9和電容器C2處理成三角波信號后,再從IC1的12腳(D4的正相輸入端)加入。測溫電橋的輸出信號經(jīng)IC1內D2放大后,從IC1的7腳輸出后,再加入IC1的13腳(D4的反相輸入端)。 IC1的14腳(脈沖調制器的輸出端)輸出矩形波脈沖電壓,其脈沖寬度受7腳輸出電壓的調制,當IC1的13腳電壓低于12腳電壓時(shí),IC1的14腳輸出高電平,使晶閘管VS導通,加熱器EH通電工作,同時(shí)發(fā)光二極管VD5點(diǎn)亮,指示恒溫箱正處于加熱狀態(tài),當IC1的13腳電壓高于12腳電壓時(shí),IC1的14腳輸出低電平,使VS截止,加熱器EH不工作,VD5熄滅。 該恒溫箱采用周期開(kāi)關(guān)控制方式,固定開(kāi)關(guān)的周期,通過(guò)控制開(kāi)關(guān)的時(shí)間比來(lái)控制溫度,當箱內溫度高于控制值時(shí),IC1的第8腳輸出矩形波的脈沖寬度減小,加熱器EH“開(kāi)”的時(shí)間(即通電工作時(shí)間)隨之減小,“關(guān)”的時(shí)間(斷電的時(shí)間)變長(cháng),使溫度下降;反之,則工作過(guò)程相反,EH“開(kāi)”的時(shí)間變長(cháng),“關(guān)”的時(shí)間變短,使溫度升高;由于開(kāi)、關(guān)的周期僅為30s左右,且開(kāi)、關(guān)時(shí)間比的改變又是一個(gè)漸變的過(guò)程,故控溫精度較高,溫度波動(dòng)小。 元器件選擇 IC1(內含D1-D4)選用LM324集成四運算放大電路;IC2選用78L05或LM7805小型三端集成穩壓器。VD1和VD2選用1N4148硅開(kāi)關(guān)二極管;VD3選用1N4007硅整流二極管;VD4選用12V、0.5W的硅穩壓二極管,如2CW60-12V或1N5242、1N5242B、1N6002、2CW5242型等;VD5選用紅色發(fā)光二極管。VS選用2A、400V的晶閘管,如CR2AM或CSM2B等。 RP1和RP2均選用直線(xiàn)式實(shí)芯電位器。R1-R9、R11和R12均選用RTX-1/4W型碳膜電阻器;R10選用5W線(xiàn)繞電阻器。C1-C3均選用CD11-16型電解電容器。EH使用300W普通電熨斗加熱芯(由于VS為晶閘管,加熱器EH中通過(guò)的是半波交流電,因此加熱功率僅為加熱器標稱(chēng)功率的一半)。 制作與調試 將所有電子元器件安裝在一塊自制的印制電路板上,并將其裝入大小合適的恒溫控制箱內,在箱前面板上開(kāi)孔固定好電源開(kāi)關(guān)SA和發(fā)光二極管。只要元器件良好、接線(xiàn)無(wú)誤,通電即能正常工作。 |