1、控制电路的设计与仿真1、 任务与要求用运放和硅二极管温度传感器设计一个恒温，控制范围 0500C,控温精度+0.50C，电源电压+12V。2、 设计参考方案与仿真运放恒温控制器的设计方案及仿真结果如图 444 所示3、 设计及仿真分析恒温控制电路采用桥式差分放大电路。温度传感器用廉价的硅二极管Dt, 例如 1N4007。这种温度传感器的温度系数约为-2.5Mv/ 0C，而且在负几十度到正一百度范围内具有良好的线形，一般不用进行线性补偿，可简化电路设计。运放同相输入端与方向输入端的静态偏置电压，应设置在电源电压的一半左右。在图 444 的温控电路中，在进行调温范围为 500C，即电位调节范围约为
2、 125mV。R w1为调零电位器。在进行调温范围仿真时，断开信号源 Vi，将万用表的正输入端接 V j点，负输入端接 Vt点，测量这两点之间的直流电压。在EWB 中，电位器的滑动端是可调的，其位置由阻值Rxx%中的百分比决定。设温度为 00C,这是在调温范围内温度传感器 Dt两端的正相电压最大，因此 Vt点的电位也最高，将 Rw2的阻值调整为R1200%,R w1调整为R1K50%,则万用表的读数为 Vj-Vt=126.6mV，符合设计要求。为了测试控温精度及输出电压，可撤掉万用表，在 Vj和 Vt两点接上仿真信号源 Vi，其正弦波频率为 1Hz，峰值电压为 0.8mV，大约相当于温度变化+
3、0.160C 时温度传感器所产生的信号电压。双击示波器图标，调处虚拟仪器面板，然后单击仿真电源开关进行仿真，输出电压波形如图所示 。图 恒温控制电路的设计与仿真从示波器的屏幕上可看到输出为平顶的脉动直流电压，峰值约为11V。也就是说，温度变化+0.16 oC 时，二极管温度传感器将产生大约+0.4mV 的输入信号电压，则控制电路输出大约 11V 的峰值电压，用以控制功率输出电路。因此，+0.5 0C 的温控精度是可达到的。图中电阻 R11和发光二极管 LED 为温控制的工作指示电路，当运放输出高电平时，LED 发光。在实际电路中，12V 直流电源、仿真信号源 Vi及负载电阻 RL4可去掉。四、
4、 功率输出电路功率输出电路采用二极管触发的双向晶闸电路，如图 4 所示，触发电压有恒温控制电路提供。在这里晶闸管只是起到一个交流开关的作用，通过负载的电流波形仍旧是正弦波这样可避免因波形畸变所产生的幅值干扰。在控温点上，当温度下降约 0.30C 时，温控二极管电桥电路就会在运放的输入端加上0.8mV 左右的输入电压，经放大后输出约 11V 的触发电压，二极管导通，触发双向晶闸管全导通 ，负载 RL通电升温。当温度上升到控温点时，控温二极管截止，双向晶闸管也随之关断，负载停止加温。图中 RL表示 1kW 的电热器，这时可选用 10A/600V 的双向晶闸管TRIAC。V ot表示恒温控制器的输出的触发电压，在实际电路中应去掉 图中 RL表示 1kW 的电热器，这时可选用 1Vot， 将二极管 D5的阳极接到温控器运放的输出端。将上述四部分电路适当连接起来，一个完整的恒温控制电路便设计好了。自己做的可能有点问题不好调节：已经不容易了12345
