一種自動(dòng)溫度控制電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種自動(dòng)溫度控制電路，其特征在于：包括熱敏電阻、文氏橋振蕩電路、互補(bǔ)對(duì)稱功放電路和加熱元件，其中，熱敏電阻的第一端接地，熱敏電阻的第二端與文氏橋振蕩電路的輸入端連接，文氏橋振蕩電路的輸出端與互補(bǔ)對(duì)稱功放電路的輸入端連接，互補(bǔ)對(duì)稱功放電路的輸出端與加熱元件的第一端連接，加熱元件的第二端接地。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：能實(shí)現(xiàn)目標(biāo)加熱元件溫度的精確控制，且誤差相對(duì)較小，無(wú)須專門溫度控制芯片或單片機(jī)參與控制，電路形式簡(jiǎn)單，且目標(biāo)加熱元件溫度參數(shù)調(diào)節(jié)方便，成本較低，可實(shí)現(xiàn)模塊化，對(duì)溫度控制精度要求不高的場(chǎng)合，有很好的實(shí)用意義和經(jīng)濟(jì)意義。
【專利說(shuō)明】—種自動(dòng)溫度控制電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種自動(dòng)溫度控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]溫度控制在實(shí)際生產(chǎn)和生活中應(yīng)用廣泛，從而使溫度控制電路成為人們研究的熱點(diǎn)。目前溫度控制電路主要有溫度檢測(cè)部分，控制部分和加熱裝置這三部分組成，傳統(tǒng)方案中控制部分主要由單片機(jī)或?qū)ｉT的溫度控制芯片來(lái)完成。用專用的溫控芯片，價(jià)格相對(duì)較貴，且器件偏門。而利用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度控制，若專門安排一個(gè)單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度控制，成本較高；若系統(tǒng)其它部分和溫度控制占用了同一個(gè)單片機(jī)，溫控電路就需要占用有限的I/o硬件資源和軟件資源，使整個(gè)系統(tǒng)可用資源減少，同時(shí)增加軟件復(fù)雜度。特別是在一些不需要太高精度的場(chǎng)合，用單片機(jī)或?qū)Ｓ脺乜匦酒M(jìn)行溫度控制就顯得不太合適，性價(jià)比不聞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種無(wú)須單片機(jī)也能實(shí)現(xiàn)目標(biāo)溫度精確控制、電路形式簡(jiǎn)單、成本低的自動(dòng)溫度控制電路。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為:一種自動(dòng)溫度控制電路，其特征在于:包括熱敏電阻、文氏橋振蕩電路、互補(bǔ)對(duì)稱功放電路和加熱元件，其中，熱敏電阻的第一端接地，熱敏電阻的第二端與文氏橋振蕩電路的輸入端連接，文氏橋振蕩電路的輸出端與互補(bǔ)對(duì)稱功放電路的輸入端連接，互補(bǔ)對(duì)稱功放電路的輸出端與加熱元件的第一端連接，加熱元件的第二端接地。
[0005]作為優(yōu)選，所述熱敏電阻為NTC熱敏電阻。
[0006]作為改進(jìn)，所述文氏橋振蕩電路包括:第一電阻、第五電阻、第八電容、第一電容、第六電容、第十電容、第二電阻、第八電阻、第九電阻、第九電容、第七電容、第十三電阻、第十四電阻、運(yùn)算放大器和可調(diào)電阻，其中熱敏電阻的第二端連接第六電容后與運(yùn)算放大器的同相輸入端連接，運(yùn)算放大器的反相輸入端連接第十三電阻的第一端，第十三電阻的第二端連接第十電容后接地；第一電容的第一端和第二電阻的第一端均接地，第一電容的第二端和第二電阻的第二端連接第一電阻后與外接穩(wěn)壓電源VCC連接，第五電阻的第一端與第二電阻的第二端連接，第五電阻的第二端與第八電容的第一端連接，第八電容的第二端連接第八電阻后運(yùn)算放大器的輸出端連接，第九電阻的第一端與運(yùn)算放大器的輸出端連接，第九電阻的第二端接第九電容后接地，第七電容的第一端接運(yùn)算放大器的反相輸入端，第七電容的第二端接運(yùn)算放大器的輸出端；可調(diào)電阻的第一端與第五電阻的第一端連接，可調(diào)電阻的第二端與運(yùn)算放大器的同相輸入端連接，可調(diào)電阻的可調(diào)端也與運(yùn)算放大器的同相輸入端連接。
[0007]再改進(jìn)，所述互補(bǔ)對(duì)稱功放電路包括:第六電阻、第七電阻、第十電阻、第一三極管、第二三極管，其中第六電阻的第一端與外接穩(wěn)壓電源VCC連接，第六電阻的第二端連接運(yùn)算放大器的正電源端，第七電阻的第一端與運(yùn)算放大器的負(fù)電源端連接，第七電阻的第二端接地，第十電阻的第一端連接第八電阻后運(yùn)算放大器的輸出端連接，第十電阻的第二端與第一三極管的集電極連接，第一三極管的發(fā)射極與外接穩(wěn)壓電源VCC連接，第一三極管的基極與運(yùn)算放大器的正電源端連接，第二三極管的基極與運(yùn)算放大器的負(fù)電源端連接，第二三極管的發(fā)射極接地，第二三極管的集電極與第十電阻的第二端連接。
[0008]再改進(jìn)，第十電阻的第二端連接電感的第一端，電感的第二端連接第十一電容的第一端，第十一電容的第二端與加熱元件的第一端連接，加熱元件的第二端接地。
[0009]再改進(jìn)，本發(fā)明的自動(dòng)溫度控制電路還包括溫度檢測(cè)反饋電路，該溫度檢測(cè)反饋電路包括:第十一電阻、場(chǎng)效應(yīng)管，其中第十一電阻的第一端與外接穩(wěn)壓電源VCC連接，第十一電阻的第二端與熱敏電阻的第二端連接，場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與熱敏電阻的第二端連接，場(chǎng)效應(yīng)管的源極與第十三電阻的第二端連接，場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與外接穩(wěn)壓電源VCC連接。
[0010]再改進(jìn)，本發(fā)明的自動(dòng)溫度控制電路還包括限幅電路，該限幅電路包括:第三電容、第四電容、第一二極管、第二二極管、第四電阻，其中第三電容的第一端與運(yùn)算放大器的同向輸入端連接，第三電容的第二端與第一二極管的正極連接，第一二極管的負(fù)極與第四電容的第一端連接，第四電容的第二端接地，第二二極管的負(fù)極與第一二極管的正極連接，第二二極管的負(fù)極接地，第四電阻的第一端接地，第四電阻的第二端與第一二極管的負(fù)極連接。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:能實(shí)現(xiàn)目標(biāo)加熱元件溫度的精確控制，且誤差相對(duì)較小，無(wú)須專門溫度控制芯片或單片機(jī)參與控制，電路形式簡(jiǎn)單，且目標(biāo)加熱元件溫度參數(shù)調(diào)節(jié)方便，成本較低，可實(shí)現(xiàn)模塊化，對(duì)溫度控制精度要求不高的場(chǎng)合，有很好的實(shí)用意義和經(jīng)濟(jì)意義。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中電路整體框圖；
[0013]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0015]如圖1所示的自動(dòng)溫度控制電路，其包括熱敏電阻、文氏橋振蕩電路、互補(bǔ)對(duì)稱功放電路、限幅電路、溫度檢測(cè)反饋電路和加熱元件，其中，熱敏電阻的第一端接地，熱敏電阻的第二端與文氏橋振蕩電路的輸入端連接，文氏橋振蕩電路的輸出端與互補(bǔ)對(duì)稱功放電路的輸入端連接，互補(bǔ)對(duì)稱功放電路的輸出端與加熱元件的第一端連接，加熱元件的第二端接地，溫度檢測(cè)反饋電路的輸入端與加熱元件的第一端連接，溫度檢測(cè)反饋電路的輸出端與文氏橋振蕩電路連接，限幅電路的一端接地，限幅電路的另一端與文氏橋振蕩電路連接。
[0016]熱敏電阻用NTC熱敏電阻RT，起溫度檢測(cè)的作用，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的反饋控制，控制文氏橋振蕩電路的振幅大小，從而改變對(duì)電熱絲R15加熱信號(hào)的大小，實(shí)現(xiàn)溫度的自動(dòng)控制，互補(bǔ)對(duì)稱功放起放大功率的作用，以保證有足夠功率對(duì)電熱絲加熱。
[0017]具體電路原理為:
[0018]所述文氏橋振蕩電路包括:第一電阻R1、第五電阻R5、第八電容C8、第一電容Cl、第六電容C6、第十電容C10、第二電阻R2、第八電阻R8、第九電阻R9、第九電容C9、第七電容C7、第十三電阻R13、第十四電阻R14、運(yùn)算放大器Ul和可調(diào)電阻R3，其中熱敏電路的第二端連接第六電容C6后與運(yùn)算放大器Ul的同相輸入端連接，運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端連接第十三電阻R13的第一端，第十三電阻R13的第二端連接第十電容ClO后接地；第一電容Cl的第一端和第二電阻R2的第一端均接地，第一電容Cl的第二端和第二電阻R2的第二端連接第一電阻Rl后與外接穩(wěn)壓電源VCC連接，第五電阻R5的第一端與第二電阻R2的第二端連接，第五電阻R5的第二端與第八電容CS的第一端連接，第八電容CS的第二端連接第八電阻R8后運(yùn)算放大器Ul的輸出端連接，第九電阻R9的第一端與運(yùn)算放大器Ul的輸出端連接，第九電阻R9的第二端接第九電容C9后接地，第七電容C7的第一端接運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端，第七電容C7的第二端接運(yùn)算放大器Ul的輸出端，可調(diào)電阻R3的第一端與第五電阻R5的第一端連接，可調(diào)電阻R3的第二端與運(yùn)算放大器Ul的同相輸入端連接，可調(diào)電阻R3的可調(diào)端也與運(yùn)算放大器Ul的同相輸入端連接。該電路中，頻率由第五電阻R5和第八電容CS決定，第七電容C7起相位補(bǔ)償作用，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性?？烧{(diào)電阻R3為可調(diào)電阻，用于配合NTC調(diào)節(jié)起振范圍，使電路參數(shù)可調(diào)，以適應(yīng)不同的溫度要求，增加電路的通用性。
[0019]所述互補(bǔ)對(duì)稱功放電路包括:第六電阻R6、第七電阻R7、第十電阻R10、第一三極管Q1、第二三極管Q2、，其中第六電阻R6的第一端與外接穩(wěn)壓電源VCC連接，第六電阻R6的第二端連接運(yùn)算放大器Ul的正電源端，第七電阻R7的第一端與運(yùn)算放大器Ul的負(fù)電源端連接，第七電阻R7的第二端接地，第十電阻RlO的第一端連接第八電阻R8后運(yùn)算放大器Ul的輸出端連接，第十電阻RlO的第二端與第一三極管Ql的集電極連接，第一三極管Ql的發(fā)射極與外接穩(wěn)壓電源VCC連接，第一三極管Ql的基極與運(yùn)算放大器Ul的正電源端連接，第二三極管Q2的基極與運(yùn)算放大器Ul的負(fù)電源端連接，第二三極管Q2的發(fā)射極接地，第二三極管Q2的集電極與第十電阻RlO的第二端連接。
[0020]第十電阻RlO的第二端連接電感LI的第一端，電感LI的第二端連接第i 一電容Cll的第一端，第十一電容Cll的第二端與加熱元件的第一端連接，加熱元件的第二端接地。電感LI起濾波作用，第i 一電容Cl I起隔直作用。
[0021]所述溫度檢測(cè)反饋電路包括:第十一電阻R11、場(chǎng)效應(yīng)管Q3，其中第i 一電阻Rll的第一端與外接穩(wěn)壓電源VCC連接，第十一電阻Rl I的第二端與熱敏電路的第二端連接，場(chǎng)效應(yīng)管Q3的柵極與熱敏電阻的第二端連接，場(chǎng)效應(yīng)管Q3的源極與第十三電阻的第二端連接，場(chǎng)效應(yīng)管Q3的漏極與外接穩(wěn)壓電源VCC連接。溫度檢測(cè)反饋電路實(shí)現(xiàn)溫度閉環(huán)控制。場(chǎng)效應(yīng)管Q3作用為穩(wěn)定整個(gè)控制電路輸出的幅度，提高系統(tǒng)穩(wěn)定度。
[0022]限幅電路包括:第三電容C3、第四電容C4、第一二極管D1、第二二極管D2、第四電阻R4，其中第三電容C3的第一端與運(yùn)算放大器Ul的同向輸入端連接，第三電容C3的第二端與第一二極管Dl的正極連接，第一二極管Dl的負(fù)極與第四電容C4的第一端連接，第四電容C4的第二端接地，第二二極管D2的負(fù)極與第一二極管Dl的正極連接，第二二極管D2的負(fù)極接地，第四電阻R4的第一端接地，第四電阻R4的第二端與第一二極管Dl的負(fù)極連接。
[0023]工作原理:當(dāng)實(shí)際溫度小于設(shè)定值時(shí)，熱敏電阻RT較大，故與第十一電阻Rll組成的分壓反饋信號(hào)較大，運(yùn)放Ul正端信號(hào)幅度較大，則功放信號(hào)輸出較大，加到電熱絲R15上的信號(hào)幅值就強(qiáng)，溫度上升。隨著溫度上升，熱敏電阻RT電阻值不斷下降，分壓網(wǎng)絡(luò)得到的反饋信號(hào)不斷減小，當(dāng)小于某一值時(shí)，文氏橋振蕩電路就不起振，相應(yīng)的加到電熱絲的信號(hào)就消失。若一段時(shí)間后，溫度下降，則熱敏電阻RT阻值增大，反饋信號(hào)加大，滿足起振條件后，則又對(duì)電熱絲加熱，溫度上升。如此循環(huán)，使溫度維持在某一范圍內(nèi)。
[0024]調(diào)整可調(diào)電阻R3及熱敏電阻可設(shè)定目標(biāo)溫度。
[0025]實(shí)例:
[0026]當(dāng)可調(diào)電阻R3取20K，熱敏電阻在25度下的電阻值為47K，精度1%時(shí)，電源電壓VCC為24V，實(shí)際測(cè)試溫度在45度上下波動(dòng)，波動(dòng)范圍最大為±2度，波動(dòng)范圍為目標(biāo)值的
4.44%ο
【權(quán)利要求】
1.一種自動(dòng)溫度控制電路，其特征在于:包括熱敏電阻、文氏橋振蕩電路、互補(bǔ)對(duì)稱功放電路和加熱元件，其中，熱敏電阻的第一端接地，熱敏電阻的第二端與文氏橋振蕩電路的輸入端連接，文氏橋振蕩電路的輸出端與互補(bǔ)對(duì)稱功放電路的輸入端連接，互補(bǔ)對(duì)稱功放電路的輸出端與加熱元件的第一端連接，加熱元件的第二端接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)溫度控制電路，其特征在于:所述熱敏電阻為NTC熱敏電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)溫度控制電路，其特征在于:所述文氏橋振蕩電路包括:第一電阻(Rl)、第五電阻(R5)、第八電容(C8)、第一電容(Cl)、第六電容(C6)、第十電容(C10)、第二電阻(R2)、第八電阻(R8)、第九電阻(R9)、第九電容(C9)、第七電容(C7)、第十三電阻(R13)、第十四電阻(R14)、運(yùn)算放大器(Ul)和可調(diào)電阻(R3)，其中熱敏電路的第二端連接第六電容(C6)后與運(yùn)算放大器(Ul)的同相輸入端連接，運(yùn)算放大器(Ul)的反相輸入端連接第十三電阻(R13)的第一端，第十三電阻(R13)的第二端連接第十電容(ClO)后接地；第一電容(Cl)的第一端和第二電阻(R2)的第一端均接地，第一電容(Cl)的第二端和第二電阻(R2)的第二端連接第一電阻(Rl)后與外接穩(wěn)壓電源VCC連接，第五電阻(R5)的第一端與第二電阻(R2)的第二端連接，第五電阻(R5)的第二端與第八電容(CS)的第一端連接，第八電容(CS)的第二端連接第八電阻(R8)后運(yùn)算放大器(Ul)的輸出端連接，第九電阻(R9)的第一端與運(yùn)算放大器(Ul)的輸出端連接，第九電阻(R9)的第二端接第九電容(C9)后接地，第七電容(C7)的第一端接運(yùn)算放大器(Ul)的反相輸入端，第七電容(C7)的第二端接運(yùn)算放大器(Ul)的輸出端；可調(diào)電阻(R3)的第一端與第五電阻(R5)的第一端連接，可調(diào)電阻(R3)的第二端與運(yùn)算放大器(Ul)的同相輸入端連接，可調(diào)電阻(R3)的可調(diào)端也與運(yùn)算放大器(Ul)的同相輸入端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述 的自動(dòng)溫度控制電路，其特征在于:所述互補(bǔ)對(duì)稱功放電路包括:第六電阻(R6)、第七電阻(R7)、第十電阻(RlO)、第一三極管(Ql)、第二三極管(Q2)，其中第六電阻(R6)的第一端與外接穩(wěn)壓電源VCC連接，第六電阻(R6)的第二端連接運(yùn)算放大器(Ul)的正電源端，第七電阻(R7)的第一端與運(yùn)算放大器(Ul)的負(fù)電源端連接，第七電阻(R7)的第二端接地，第十電阻(RlO)的第一端連接第八電阻(R8)后運(yùn)算放大器(Ul)的輸出端連接，第十電阻(RlO)的第二端與第一三極管(Ql)的集電極連接，第一三極管(Ql)的發(fā)射極與外接穩(wěn)壓電源VCC連接，第一三極管(Ql)的基極與運(yùn)算放大器(Ul)的正電源端連接，第二三極管(Q2)的基極與運(yùn)算放大器(Ul)的負(fù)電源端連接，第二三極管(Q2)的發(fā)射極接地，第二三極管(Q2)的集電極與第十電阻(RlO)的第二端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自動(dòng)溫度控制電路，其特征在于:第十電阻(RlO)的第二端連接電感(LI)的第一端，電感(LI)的第二端連接第十一電容(Cll)的第一端，第十一電容(Cll)的第二端與加熱元件的第一端連接，加熱元件的第二端接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自動(dòng)溫度控制電路，其特征在于:還包括溫度檢測(cè)反饋電路，該溫度檢測(cè)反饋電路包括:第十一電阻(R11)、場(chǎng)效應(yīng)管(Q3)，其中第十一電阻(Rll)的第一端與外接穩(wěn)壓電源VCC連接，第十一電阻(Rll)的第二端與熱敏電路的第二端連接，場(chǎng)效應(yīng)管(Q3)的柵極與熱敏電阻的第二端連接，場(chǎng)效應(yīng)管(Q3)的源極與第十三電阻(R13)的第二端連接，場(chǎng)效應(yīng)管(Q3)的漏極與外接穩(wěn)壓電源VCC連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自動(dòng)溫度控制電路，其特征在于:還包括限幅電路，該限幅電路包括:第三電容(C3)、第四電容(C4)、第一二極管(D1)、第二二極管(D2)、第四電阻(R4)，其中第三電容(C3)的第一端與運(yùn)算放大器(Ul)的同向輸入端連接，第三電容(C3)的第二端與第一二極管(Dl)的正極連接，第一二極管(Dl)的負(fù)極與第四電容(C4)的第一端連接，第四電容( C4)的第二端接地，第二二極管(D2)的負(fù)極與第一二極管(Dl)的正極連接，第二二極管Φ2)的負(fù)極接地，第四電阻(R4)的第一端接地，第四電阻(R4)的第二端與第一二極管(Dl)的負(fù)極連接。
【文檔編號(hào)】G05D23/24GK103455062SQ201310410545
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月10日
【發(fā)明者】王楊峰, 夏旭鵬, 韋冬青, 連錦彪 申請(qǐng)人:寧波振東光電有限公司