家用恒溫控制器

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(diào)制器、執(zhí)行和電源等部分電路組成，如圖1所示。

      溫度傳感器采用兩只硅開關二極管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(nèi)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（也稱三角波形成電路），D4作為脈寬調(diào)制器。

      接通電源開關SA后，交流220V電壓經(jīng)R10降壓、VD3整流、C3濾波和VD4穩(wěn)壓后，產(chǎn)生+12V電壓，作為IC1的工作電壓，+12V電壓還經(jīng)IC2穩(wěn)壓成+5V電壓，為測溫電橋提供工作電壓，晶閘管VS作為執(zhí)行部件，控制著加熱器EH的工作。

      由IC1內(nèi)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(nèi)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(diào)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(diào)制，當IC1的13腳電壓低于12腳電壓時，IC1的14腳輸出高電平，使晶閘管VS導通，加熱器EH通電工作，同時發(fā)光二極管VD5點亮，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，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關控制方式，固定開關的周期，通過控制開關的時間比來控制溫度，當箱內(nèi)溫度高于控制值時，IC1的第8腳輸出矩形波的脈沖寬度減小，加熱器EH“開”的時間（即通電工作時間）隨之減小，“關”的時間（斷電的時間）變長，使溫度下降；反之，則工作過程相反，EH“開”的時間變長，“關”的時間變短，使溫度升高；由于開、關的周期僅為30s左右，且開、關時間比的改變又是一個漸變的過程，故控溫精度較高，溫度波動小。

      
元器件選擇

      IC1（內(nèi)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(wěn)壓器。VD1和VD2選用1N4148硅開關二極管；VD3選用1N4007硅整流二極管；VD4選用12V、0.5W的硅穩(wěn)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均選用直線式實芯電位器。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中通過的是半波交流電，因此加熱功率僅為加熱器標稱功率的一半）。

制作與調(diào)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(nèi)，在箱前面板上開孔固定好電源開關SA和發(fā)光二極管。只要元器件良好、接線無誤，通電即能正常工作。