温度/湿度控制[农业]中的温度控制器电路图（十一）

接线图 2023年10月21日 10:58 193 admin

　　本文介绍的温度控制器，采用脉宽调制技术控温，具有数字温度显示、超温报警和自动保护功能，控制两路负载（主加热器和副加热器），使受控场所温度恒定为25～42℃范围内某一温度值上。

　　电路工作原理

　　该温度控制器电路由电源电路、温度检测放大电路、锯齿波发生器、脉宽控制电路、比较放大电路、控制执行电路、温度指示电路、超温保护电路和声、光报警电路组成，如图所示。

温度/湿度控制[农业]中的温度控制器电路图（十一）第1张

　　电源电路由电源变压器T、整流桥堆UR、滤波电容器C5～c7和三端稳压集成电路IC1和ICT组成。

　　温度检测放大电路由温度传感器集成电路IC2、电阻器R4～R6、运算放大器IC6（N1～N4）、电容器C1、C2和电感器L组成。

　　锯齿波发生器电路由时基集成电路IC3、二极管VD1、VD2、电阻器R7～R9、晶体管V6和电容器C3、C4组成。

　　脉宽控制电路由IC6内部的运算放大器N2和电位器RP3组成。

　　比较放大电路由三端精密稳压集成电路IC4、电阻器R1、RIO、R11、IC6内部的运算放大器N3、N4和电位器RP1、RP2组成。

　　控制执行电路由电阻器R13～R15、R18～R22、晶体管VI、V2、光耦合器VLC1 VLC2和晶闸管VT1、VT2组成。

　　声、光报警电路由三端双色发光二极管VL3、电阻器R16、R12、稳压二极管VS、晶体管V5、音乐集成电路IC5和扬声器BL组成。

　　超温保护电路由电阻器R17、R23、晶体管V3、V4、二极管VD3和继电器K组成。

　　温度指示电路由数字电压表、电阻器R2、R3和电容器C5组成。

　　交流220V电压经T降压、UR整流、C7滤波及IC7稳压后，为锯齿波发生器、脉宽控制电路、比较放大电路、控制执行电路和超温保护电路提供+9V工作电压。此时V4饱和导通，K通电吸合，其常开触头接通。+9V电压还经IC1二次稳压为+5V，作为IC2和数字电压表的工作电源。

　　IC2将检测到的温度信息转换成电压信号，此信号经C1、L和C2滤波后，一路经R2和R3分压后送至数字电压表，通过数字电压表显示出温度值；另一路经运算放大器N1放大后，作为运算放大器N2～N4的取样电压。IC4和RI、RIO、R11、RP1、RP2为N3的正相输人端和N4的反相输人端提供基准电压。

　　锯齿波发生器振荡工作后，产生峰值为6V、谷值为3V锯齿波锯齿波脉冲电压信号，加至运算放大器N2正相输人端，与其反相输人端的电压信号（与温度变化成正比关系）进行比较。当N2正相输人端电压高于反相输人端电压时，N2输出高电平，使V1导通，VL2和VLC1内部的发光二极管点亮，VLC1内部的光控晶间管在市电过零区导通，使VT1受触发而导通，主电热器EH1通电开始加温。

　　随着恒温箱内温度的升高，运算放大器Nl的输出电压开始增大，使N2反相输人端电压也增高，在一个锯齿波脉冲电压周期内输出高电平的时间减少，EH1通电时间减少，升温的速度减弱。当温度升高使N2反相输人端电压大于6V（即锯齿波脉冲电压的峰值）时，在整个锯齿波脉冲电压周期内N2一直输出低电平，ELI停止加热，温度不再上升。当温度略有下降时，N2又输出高电平，EH1又开始加温。如此周而复始，使温度恒定在RP2设定的温度值上。

　　运算放大器N3和N4接成窗口比较器。在刚开始加温时，由于恒温箱内温度过低，N3因反相输入端的取样电压低于其正相输人端的基准电压而输出高电平，使VL3内部的绿色发光二极管点亮，IC5工作，其输出的报警电信号经1l5放大后，驱动BI，发出报警声；同时V2导通，VL1和VLC2内部的发光二极管点亮，YLC2内部的光耦晶问管导通，使VT2受触发而导通，副电热器EH2通电加热。此时，主电热器EH1和副电热器EH2同时加热，使恒温箱内温度迅速上升，从而缩短了加温时间。

　　若由于某种原因（例如温度检测电路失控或N2、VI、VLC、VT1等某元器件损坏时）使恒温箱内温度超过RP2设定的最高温度限制值时，运算放大器N4将输出高电平，使VL3内部的红色发光二极管点亮，IC5工作，BL发出报警声；同时V3导通，使V4截止，K断电释放，其常开触头断开，EH1和EH2断电停止工作。

　　改变R8的阻值，可改变锯齿波发生器输出的锯齿波脉冲电压周期（一般为1～10s）。

　　元器件选择

　　RI～R23选用l/4W金属膜电阻器或碳膜电阻器。

　　RP1～RP3选用小型实心电位器或可变电阻器。

　　C1和C3均选用独石电容器；C2、C4~C6均选用耐压值为16V的铝电解电容器；C7选用耐压值为25V的铝电解电容器。

　　L选用1mH左右的TDK色码电感器。

　　VD1、VD2选用1N4148型硅开关二极管；VD3选用1N4007型硅整流二极管。

　　VL1和VL2均选用∮3mm的高亮度发光二极管；VL3选用2EF302型三端发光二极管。

　　VS选用l/2W、3.9V的硅稳压二极管。

　　UR选用IA、50V的整流桥堆。

　　VI、V2、V4和V5选用S8050或C8050型硅NPN晶体管；V3选用59013型硅NPN晶体．管；y6选用59011型硅PNP晶体管。

　　VT1和VT2选用10A、400V的双向晶间管。

　　IC1选用LM78L05型三端稳压集成电路；IC2选用LM35D型温度传感器集成电路（其输出电压与温度的关系为10mV/℃）；IC3选用NE555型时基集成电路；IC4选用TL431或pA431型三端精密稳压集成电路；IC5选用KD9561等型号的报警音效集成电路；IC6选用LM324型四运放集成电路；IC7选用LM7809型三端稳压集成电路。

　　VLC1和VLC2均选用M0C3061型光耦合器。

　　K选用多组控制触头的9V直流继电器，其触头电流容量应大于10A（使用时可将其两组常开触头并联起来，以增大其电流容量）。

　　数字电压表可选用⒛0mV数字面板表，其指示的电压值与温度值相对应，即1mV等于1℃。

　　BI，选用0，25W、8Ω的微型电动式扬声器。

　　电热器EH1的功率应低于1000W：EH2的功率应低于600W。

　　T选用5～8W、二次电压为12V的电源变压器。

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