[圖文]一款高精度無溫度階躍區(qū)的恒溫控制器電路

Q1、Q2的be結(jié)串聯(lián)作為溫度傳感器，由精密穩(wěn)壓集成電路U3(TL431)提供約2.5V的高穩(wěn)定基準(zhǔn)電壓源為傳感器及窗口電壓比較器（U2C,U2D）和差分放大器（U1C）提供合適的參考基準(zhǔn)輸入。U1A,U1B的接入是為了便于調(diào)試并使差分放大器的輸入阻抗盡可能平衡。電壓跟巡器U1D起緩沖隔離作用，分別將經(jīng)U1C差分放大器放大后的溫差電壓Vd送到電壓比較器U2B的同相輸入端上，U2C的反相輸入端接在由U2A等組成的鋸齒波電壓發(fā)生器的輸出端上，在鋸齒波電壓低于Vd期間，U2B輸出高電平，Q5飽和導(dǎo)通使接口電路U5得到輸入電流信號(hào)，其輸出端觸發(fā)雙向可控硅VS在市電過零時(shí)導(dǎo)通。負(fù)載得電工作而發(fā)熱。培養(yǎng)箱內(nèi)溫度升高，LED3為一綠色高亮度發(fā)光二極管，其作用有三：1，作為加熱工作狀態(tài)指示燈用； 2，防止電路可能出現(xiàn)誤動(dòng)作； 3，為抵消因Q6可能出現(xiàn)的飽和壓降過大而使Q5在超溫時(shí)不能可靠的截止。因負(fù)載得電工作發(fā)熱，培養(yǎng)箱內(nèi)溫度升高，與設(shè)定點(diǎn)的溫度差減小，從而引起U1C輸入的差分電壓變小，U1C輸出變小，U1D輸出（Vd）亦變小，（在一個(gè)鋸齒波周期內(nèi)）U2B輸出高電平時(shí)間減少，以致于培養(yǎng)箱內(nèi)溫度上升速度減慢，當(dāng)培養(yǎng)箱內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定溫度（37℃）時(shí)，此時(shí)，溫差最小，Vd此時(shí)亦最小，負(fù)載得電時(shí)間最短。以致于培養(yǎng)箱內(nèi)溫度基本上無變化，負(fù)載所發(fā)熱量與培養(yǎng)箱與環(huán)境熱交換所散發(fā)的熱量相當(dāng)，從而維持培養(yǎng)箱內(nèi)溫度穩(wěn)定在設(shè)定溫度上。由于負(fù)載工作時(shí)間長短與溫差密切相關(guān)（溫差大時(shí)，Vd大負(fù)載得電工作時(shí)間就長產(chǎn)熱量多，反之，負(fù)載工作時(shí)間就少，產(chǎn)熱也少），而且傳感器的輸出經(jīng)約100倍放大從而使得本電路的靈敏度和控制精度都比較高?；旧蠜]有明顯的溫度階躍。U2C,U2D為一窗口電壓比較器，當(dāng)培養(yǎng)箱內(nèi)溫度低于設(shè)定的報(bào)警下限溫度時(shí)，U2C輸出高電平，黃色發(fā)光二極管LED4被點(diǎn)亮，表示欠溫狀態(tài)，同時(shí)為報(bào)警聲源集成電路U4提供工作電源使U4工作輸出音頻信號(hào)經(jīng)Q7放大推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲報(bào)警；而當(dāng)某種原因使電路失控而致培養(yǎng)箱內(nèi)溫度升高超過設(shè)定報(bào)警溫度的上限溫度時(shí)，U2D輸出高電平，一路使紅色發(fā)光二極管LED5發(fā)光指示出超溫狀態(tài)，并為報(bào)警電路供電是揚(yáng)聲器發(fā)聲報(bào)警；與此同時(shí)，經(jīng)R17使Q6飽和導(dǎo)通，迫使Q5截止，切斷U5的輸入電流，使VS關(guān)斷。負(fù)載失電停止工作以防培養(yǎng)箱內(nèi)溫度繼續(xù)升高從而保護(hù)了培養(yǎng)箱內(nèi)的培養(yǎng)物的安全。