節省能源的溫度控制器

　　考慮到電費很高，用比例式溫度控制器替換傳統的開(kāi)關(guān)溫度控制通常能省電省錢(qián)。圖1 示出一種供家庭熱水器用的廉價(jià)高效率時(shí)間比例式溫度控制器。一塊 Analog Devices公司生產(chǎn)的ADT14型集成電路IC₁兼有溫度傳感器、四個(gè)設定點(diǎn)可編程模擬溫度監視器和控制器三種功能。電阻器 R₁、R₂、R₃、R₄ 和 R₅分別調整SETP1、SETP2、SETP3和 SETP4四個(gè)設定點(diǎn)所需的溫度，IC₁ 將內部傳感器測出的實(shí)際溫度與之比較。ADT14的低電平有效集電極開(kāi)路輸出端驅動(dòng)IC₂的輸入端口A(yíng)。 IC₂是Motorola公司或Freescale公司生產(chǎn)的68HC908QT4型8位微控制器，具有4k字節內存、128字節RAM和一個(gè)片上時(shí)鐘振蕩器。
　　在這里點(diǎn)擊就可下載包含Listing 1的文件，Listing又包含有注釋的匯編語(yǔ)言軟件。此軟件載入微控制器的閃存后，就會(huì )提供時(shí)間比例控制算法。當 IC1 的 OUT1、OUT2、OUT3 和OUT4四個(gè)輸出端均無(wú)效時(shí)，IC2將其輸出PTA4切換到全導通狀態(tài)（100% 占空比），實(shí)現最大加熱。文件中的Listing 2包含該軟件的匯編版本，Listing 3則提供對 IC₂編程的十六進(jìn)制代碼。

　　當IC₁的OUT1輸出有效時(shí)，IC₂在PTA4 上產(chǎn)生75% 占空比的輸出。以此類(lèi)推，當IC₁ 的OUT2輸出有效時(shí)，IC₂在PTA4上產(chǎn)生50%占空比的輸出；當 IC₁的OUT3輸出有效時(shí)，IC₂在PTA4上產(chǎn)生25% 占空比的輸出；當IC₁的 OUT4輸出有效時(shí)，IC₂使PTA4 的輸出無(wú)效，產(chǎn)生全關(guān)斷狀態(tài)(0% 占空比)。表1概括了IC₂的輸入與輸出占空比之間的關(guān)系。
　　為盡量減少元件數量，IC2的內部振蕩器產(chǎn)生一個(gè) 12.8 MHz時(shí)鐘信號，經(jīng)分頻產(chǎn)生一個(gè)采樣脈沖，其基本寬度為0.1秒，代表輸出導通時(shí)間的1%。一個(gè)輸出周期包括 100 個(gè)采樣脈沖，代表10秒的總脈沖寬度。因此，要獲得25% 的占空比，IC2的輸出 PTA4 就產(chǎn)生 2.5 秒導通間隔，以及隨后的一個(gè) 7.5 秒關(guān)斷間隔。集電極開(kāi)路的六反相器IC_3A（74LS06）驅動(dòng)光耦合器IC₄（MOC3043），IC₄有一個(gè)內部過(guò)零電路和主控可控硅。功率 可控硅 Q₁（TIC263M 其額定電壓為 600V ，額定電流為25A），控制對熱水器2kW電阻加熱元件的供電。為達到最佳效果，要IC₁與熱水器的內箱保持緊密的熱接觸。