簡(jiǎn)易實(shí)用模擬溫控電路設計方案

　　3.3 超溫保護電路驗證

　　圖4中左上方A2差分放大器LM324與C4,R16,R15,R18。組成比例積分電路，該電路對放大后的溫度信號進(jìn)行積分。圖中一6 V電壓經(jīng)過(guò)W3、R20、R21。分壓在R21上產(chǎn)生壓降，通過(guò)電位器W3調節使R21上壓降為-3.12 V，該電壓通過(guò)圖中左下方跟隨器LM324輸出與溫度放大信號進(jìn)行比較，將比較結果送至后端移相觸發(fā)電路。

　　圖4中Q2,R22,R26及D1組成超溫保護電路，如果加熱爐溫度超過(guò)820℃，則圖3溫度信號經(jīng)過(guò)放大后ICL7650輸出電壓>3.29 V，此時(shí)穩壓二極管D1被反向擊穿，流經(jīng)R26的電流因Q2基極電位升高使Q2導通，Q2集電極電位降至O.3~O.5 V，移相觸發(fā)停止工作，繼電器不輸出加熱電壓，此時(shí)起到超溫保護作用。

　　Q1,C5,R24,繼電器和加熱裝置等其它器件組成移相觸發(fā)、交流輸出及升溫部分。移相觸發(fā)電路核心元件為Q1單結晶體管，其結構、等效電路如圖5所示，伏安特性如圖6所示。

　　圖5 單結晶體管結構及等效電路圖

　　圖6 單結晶體管伏安特性圖

　　e為發(fā)射極，b1、 b2分別為第一基極和第二基極。圖4中Q1與C5、R26、R24、R23利用晶體管Q1負阻特性構成震蕩電路。負阻特性就是當晶體管發(fā)射極電流增加時(shí)，發(fā)射極電壓VE反而減小。工作狀態(tài)通電時(shí) ,電容C5上的電壓為零，BT35管子截止，+12 V電源通過(guò)電阻R26對C5充電，隨時(shí)間增長(cháng)電容C5，上電壓逐漸增大;當增大至Ueb1峰點(diǎn)電壓Up后，管子進(jìn)入負阻區，輸入端等效電阻迅速減小，此時(shí)C5迅速放電，電流Ie隨之減小，當Ueb1減小到谷點(diǎn)電壓Uv后，管子截止;電容C5又開(kāi)始充電。上述過(guò)程循環(huán)產(chǎn)生振蕩。電容上電壓的測試波形如圖7所示。

　　圖7 電容C5輸出波形圖

　　圖7所示BT35輸出為周期性鋸齒波，該鋸齒波加至固態(tài)繼電器直流輸入端可控制交流輸出電壓大小。

　　實(shí)際應用中，可以通過(guò)改變電壓比較電路中比較電壓大小控制震蕩電路輸出波形導通角，圖8所示為測試波形示意圖。

　　圖8震蕩電路輸出波形圖

　　通過(guò)控制震蕩電路周期T內輸出導通角，可以達到控制電源輸出功率大小的目的，從而改變加熱裝置加熱功率。圖4電壓比較電路中，調節電位器W3可改變A2 LM324輸出比較電壓大小。

　　3.4 溫控效果實(shí)驗驗證

　　通過(guò)調節圖4溫度控制模塊比較電壓大小設定控制溫度分別為260℃、340℃、460℃、580℃、670℃、750℃。測試系統溫度控制精度。測試時(shí)間為7天，每隔24小時(shí)從系統顯示讀取。將實(shí)測溫度值與設定溫度進(jìn)行比較，從測試結果看，系統溫度控制精度為±3℃。

　　圖9溫控測試試驗結果圖

　　4 結束語(yǔ)

　　該設計實(shí)際應用效果良好，溫度控制在750℃下，控制精度可達±3℃。與單片機溫控系統相比，該溫控電路最大特點(diǎn)是設計簡(jiǎn)便，調試過(guò)程也易于實(shí)現，工作狀態(tài)穩定可靠，實(shí)用性強?？蓱糜诠I(yè)、農業(yè)生產(chǎn)及實(shí)驗室等需要進(jìn)行溫度控制的場(chǎng)所。