本文介紹的溫度控制器，采用脈寬調(diào)制技術(shù)控溫，具有數(shù)字溫度顯示、超溫報警和自動保護(hù)功能，控制兩路負(fù)載（主加熱器和副加熱器），使受控場所溫度恒定為25～42℃范圍內(nèi)某一溫度值上。
電路工作原理
該溫度控制器電路由電源電路、溫度檢測放大電路、鋸齒波發(fā)生器、脈寬控制電路、比較放大電路、控制執(zhí)行電路、溫度指示電路、超溫保護(hù)電路和聲、光報警電路組成，如圖所示。
電源電路由電源變壓器t、整流橋堆ur、濾波電容器c5～c7和三端穩(wěn)壓集成電路ic1和ict組成。
溫度檢測放大電路由溫度傳感器集成電路ic2、電阻器r4～r6、運(yùn)算放大器ic6（n1～n4）、電容器c1、c2和電感器l組成。
鋸齒波發(fā)生器電路由時基集成電路ic3、二極管vd1、vd2、電阻器r7～r9、晶體管v6和電容器c3、c4組成。
脈寬控制電路由ic6內(nèi)部的運(yùn)算放大器n2和電位器rp3組成。
比較放大電路由三端精密穩(wěn)壓集成電路ic4、電阻器r1、rio、r11、ic6內(nèi)部的運(yùn)算放大器n3、n4和電位器rp1、rp2組成。
控制執(zhí)行電路由電阻器r13～r15、r18～r22、晶體管vi、v2、光耦合器vlc1 vlc2和晶閘管vt1、vt2組成。
聲、光報警電路由三端雙色發(fā)光二極管vl3、電阻器r16、r12、穩(wěn)壓二極管vs、晶體管v5、音樂集成電路ic5和揚(yáng)聲器bl組成。
超溫保護(hù)電路由電阻器r17、r23、晶體管v3、v4、二極管vd3和繼電器k組成。
溫度指示電路由數(shù)字電壓表、電阻器r2、r3和電容器c5組成。
交流220v電壓經(jīng)t降壓、ur整流、c7濾波及ic7穩(wěn)壓后，為鋸齒波發(fā)生器、脈寬控制電路、比較放大電路、控制執(zhí)行電路和超溫保護(hù)電路提供+9v工作電壓。此時v4飽和導(dǎo)通，k通電吸合，其常開觸頭接通。+9v電壓還經(jīng)ic1二次穩(wěn)壓為+5v，作為ic2和數(shù)字電壓表的工作電源。
ic2將檢測到的溫度信息轉(zhuǎn)換成電壓信號，此信號經(jīng)c1、l和c2濾波后，一路經(jīng)r2和r3分壓后送至數(shù)字電壓表，通過數(shù)字電壓表顯示出溫度值；另一路經(jīng)運(yùn)算放大器n1放大后，作為運(yùn)算放大器n2～n4的取樣電壓。ic4和ri、rio、r11、rp1、rp2為n3的正相輸人端和n4的反相輸人端提供基準(zhǔn)電壓。
鋸齒波發(fā)生器振蕩工作后，產(chǎn)生峰值為6v、谷值為3v鋸齒波鋸齒波脈沖電壓信號，加至運(yùn)算放大器n2正相輸人端，與其反相輸人端的電壓信號（與溫度變化成正比關(guān)系）進(jìn)行比較。當(dāng)n2正相輸人端電壓高于反相輸人端電壓時，n2輸出高電平，使v1導(dǎo)通，vl2和vlc1內(nèi)部的發(fā)光二極管點亮，vlc1內(nèi)部的光控晶間管在市電過零區(qū)導(dǎo)通，使vt1受觸發(fā)而導(dǎo)通，主電熱器eh1通電開始加溫。
隨著恒溫箱內(nèi)溫度的升高，運(yùn)算放大器nl的輸出電壓開始增大，使n2反相輸人端電壓也增高，在一個鋸齒波脈沖電壓周期內(nèi)輸出高電平的時間減少，eh1通電時間減少，升溫的速度減弱。當(dāng)溫度升高使n2反相輸人端電壓大于6v（即鋸齒波脈沖電壓的峰值）時，在整個鋸齒波脈沖電壓周期內(nèi)n2一直輸出低電平，eli停止加熱，溫度不再上升。當(dāng)溫度略有下降時，n2又輸出高電平，eh1又開始加溫。如此周而復(fù)始，使溫度恒定在rp2設(shè)定的溫度值上。
運(yùn)算放大器n3和n4接成窗口比較器。在剛開始加溫時，由于恒溫箱內(nèi)溫度過低，n3因反相輸入端的取樣電壓低于其正相輸人端的基準(zhǔn)電壓而輸出高電平，使vl3內(nèi)部的綠色發(fā)光二極管點亮，ic5工作，其輸出的報警電信號經(jīng)1l5放大后，驅(qū)動bi，發(fā)出報警聲；同時v2導(dǎo)通，vl1和vlc2內(nèi)部的發(fā)光二極管點亮，ylc2內(nèi)部的光耦晶問管導(dǎo)通，使vt2受觸發(fā)而導(dǎo)通，副電熱器eh2通電加熱。此時，主電熱器eh1和副電熱器eh2同時加熱，使恒溫箱內(nèi)溫度迅速上升，從而縮短了加溫時間。
若由于某種原因（例如溫度檢測電路失控或n2、vi、vlc、vt1等某元器件損壞時）使恒溫箱內(nèi)溫度超過rp2設(shè)定的最高溫度限制值時，運(yùn)算放大器n4將輸出高電平，使vl3內(nèi)部的紅色發(fā)光二極管點亮，ic5工作，bl發(fā)出報警聲；同時v3導(dǎo)通，使v4截止，k斷電釋放，其常開觸頭斷開，eh1和eh2斷電停止工作。
改變r8的阻值，可改變鋸齒波發(fā)生器輸出的鋸齒波脈沖電壓周期（一般為1～10s）。
元器件選擇
ri～r23選用l/4w金屬膜電阻器或碳膜電阻器。
rp1～rp3選用小型實心電位器或可變電阻器。
c1和c3均選用獨(dú)石電容器；c2、c4~c6均選用耐壓值為16v的鋁電解電容器；c7選用耐壓值為25v的鋁電解電容器。
l選用1mh左右的tdk色碼電感器。
vd1、vd2選用1n4148型硅開關(guān)二極管；vd3選用1n4007型硅整流二極管。
vl1和vl2均選用∮3mm的高亮度發(fā)光二極管；vl3選用2ef302型三端發(fā)光二極管。
vs選用l/2w、3.9v的硅穩(wěn)壓二極管。
ur選用ia、50v的整流橋堆。
vi、v2、v4和v5選用s8050或c8050型硅npn晶體管；v3選用59013型硅npn晶體．管；y6選用59011型硅pnp晶體管。
vt1和vt2選用10a、400v的雙向晶間管。
ic1選用lm78l05型三端穩(wěn)壓集成電路；ic2選用lm35d型溫度傳感器集成電路（其輸出電壓與溫度的關(guān)系為10mv/℃）；ic3選用ne555型時基集成電路；ic4選用tl431或pa431型三端精密穩(wěn)壓集成電路；ic5選用kd9561等型號的報警音效集成電路；ic6選用lm324型四運(yùn)放集成電路；ic7選用lm7809型三端穩(wěn)壓集成電路。
vlc1和vlc2均選用m0c3061型光耦合器。
k選用多組控制觸頭的9v直流繼電器，其觸頭電流容量應(yīng)大于10a（使用時可將其兩組常開觸頭并聯(lián)起來，以增大其電流容量）。
數(shù)字電壓表可選用⒛0mv數(shù)字面板表，其指示的電壓值與溫度值相對應(yīng)，即1mv等于1℃。
bi，選用0，25w、8ω的微型電動式揚(yáng)聲器。
電熱器eh1的功率應(yīng)低于1000w：eh2的功率應(yīng)低于600w。
t選用5～8w、二次電壓為12v的電源變壓器。
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