電路老化試驗箱恒溫控制系統的設計

0 引 言
目前，各種電子產(chǎn)品應用于我們日常生活的方方面面，但是所有的電子產(chǎn)品都有一定的使用壽命，會(huì )隨著(zhù)使用時(shí)間的推移逐漸老化電路測試實(shí)驗箱被廣泛采用，在恒溫箱溫度控制系統中，一般基于單片機設計，其執行器一般采用可控硅模塊，控制算法采用雙位控制方法、模糊控制方法、傳統：PID控制方法、模糊PID控制方法等。采用可控硅模塊作為執行機構電路實(shí)現比較復雜，并且系統可靠性難以保證。采用雙位控制方法控制精度比較粗糙，簡(jiǎn)單模糊控制方法控制精讀同樣不能保證。對于具有大時(shí)滯特性的溫度控制系統，傳統PID控制和模糊PID控制方法都存在參數難以調整的缺點(diǎn)?；谝陨戏治?，本文提出基于固態(tài)繼電器和自整定PID算法的單片機恒溫控制系統，具有電路簡(jiǎn)單可靠并且控制精度高的特點(diǎn)。

1 固態(tài)繼電器的分類(lèi)及其工作原理
1．1 固態(tài)繼電器分類(lèi)
固態(tài)繼電器(solid state relay，SSR)是用分離的電子元件、集成電路或芯片，及混合微電路技術(shù)結合發(fā)展起來(lái)的一種具有繼電器特性的無(wú)觸點(diǎn)電子開(kāi)關(guān)。SSR具有輸入控制電壓低、驅動(dòng)電流小、無(wú)觸點(diǎn)、電磁干擾小、絕緣耐壓高、耐腐蝕、抗干擾能力強、壽命長(cháng)、可靠性高等特點(diǎn)。
按負載電源的類(lèi)型不同可將SSR分為交流固態(tài)繼電器(AC－SSR)和直流固態(tài)繼電器(DC－SSR)。按AC－SSR的控制觸發(fā)方式不同，又可分為隨機導通(P)型和過(guò)零觸發(fā)(Z)型兩種。P型AC－SSR是當控制信號輸入后能立即導通，在負載電流過(guò)零時(shí)關(guān)斷，因此在導通瞬間可能產(chǎn)生較大的干擾。Z型AC－SSR則是當控制信號輸入后，在交流電源經(jīng)過(guò)零電壓附近時(shí)導通，其關(guān)斷條件與P型相同，故干擾很小。
1．2 固態(tài)繼電器的工作原理
由于Z型AC－SSR具有干擾小的特性，故在此選用Z型AC-SSR作為恒溫箱溫度控制系統的執行器，并以圖1為例介紹其工作原理。

電路由信號輸入電路、零電壓監測系統、工作指示電路、雙向可控硅控制電路和吸收電路組成。光電耦合器GD作為輸入電路和輸出電路之間的隔離元件，VD防止Vin正負接反燒壞GD。VT為反相器，SCR為單向可控硅，BR為雙向整流橋，TR為雙向可控硅。R7和C1組成浪涌吸收網(wǎng)絡(luò )，以吸收電源中帶有的尖峰電壓或浪涌電流，防止對開(kāi)關(guān)電路產(chǎn)生沖擊或干擾。