本文所述的家用恒溫暖箱溫度調(diào)節(jié)范圍為30℃-60℃,其控制電路新穎、控溫精度高,可用于家庭制作面包、糟,也可用來制作酸奶或給飯菜保溫。
一、工作原理
傳統(tǒng)恒溫控制電路的溫度控制方法主要有開關(guān)方式和相位方法兩種。開關(guān)方式在溫度達(dá)到控制值時切斷加熱器電源,低于控制溫度時接通加熱器電源,控溫精度差、溫度波動大。相位方式是根據(jù)溫度的高低控制交流電每個周期中可控硅的觸發(fā)相位,其控溫精度較高,但會產(chǎn)生無線電噪聲。本恒溫暖箱取上述兩種方式的優(yōu)點,即采用周期開關(guān)控制方式,固定開關(guān)的周期,通過控制開、關(guān)的時間比來控制溫度。如果度偏高,則加熱器開的時間減少,關(guān)的時間增加.反之,開的時間增加,關(guān)的時間減少,從而起到了控制溫度的作用。由于周期僅為30s左右,而開、關(guān)時間比的改變又是一個漸變過程,故控溫精度較高,溫度波動小。
電路見圖1。硅二極管VD1、VD2作為傳感器,硅管PN結(jié)的正向電流一定時,溫度每升高1℃,其正向壓降下降約2mV,這種傳感器線性較好,可以工作在-50℃--+150℃度范圍。
A1起緩沖隔離作用,A2、R5、RP1等組成差分放大器電路,控制溫度通過RP1來調(diào)節(jié)。VD1、VD2、R1、R3、R4等組成測溫電橋,其輸出信號由A2倒相放大后送到A4的反相輸入端。A3、C3、R8、R9等組成三角波形成電路。C2上的三角波信號送至A4的同相輸八端作為基準(zhǔn)電壓。電壓比較器A4用作脈寬調(diào)制器,其輸出矩形波的脈沖寬度受A點電壓的調(diào)制。由圖2可知,當(dāng)恒溫暖箱在接通電源加熱時,溫度逐漸上升,溫度傳感器VD1、VD2兩端的正向壓降隨著溫度上升而線性下降,經(jīng)A2反相A點輸出放大了的按線性上升的電壓,再送到電壓比較器A4的反相輸人端與同相輸人端的鋸齒波電壓進行比較。當(dāng)反相輸人端的電壓小于同相輸入端電壓時(三角波電壓),A4輸出高電平,S觸發(fā)導(dǎo)通,加熱器RL通電加熱。當(dāng)恒溫暖箱內(nèi)溫度高于設(shè)定值時,反相輸八端的電壓逐漸增大,A4輸出的矩形波的脈沖寬度減小,加熱器通電時間也隨之減小,溫度下降,反之,相反,因此可達(dá)到恒溫的目的。
VS為單向可控硅,加熱器RL中通過的是半波交流電因此加熱器功率為加熱器標(biāo)稱功率的一半,即300w的加熱器實際加熱功率為150w,這樣做有利于延長壽命。
該裝置的12v電源電路由R10、VD3、DW、C3等組成,其中,R10為降壓電阻,DW為12V穩(wěn)壓二極管。IC2給測溫電橋提供5V穩(wěn)定電源,LED作為加熱指示。

二.元件選擇
1. VS選用2A/400v的單向可控硅,如CR24M或CSM2B等。要求其觸發(fā)電流Igt《2mA。
2. RP1選用470Ω實心電位器,要求選用直線式的,即其阻值變化與轉(zhuǎn)角成直線關(guān)系,以便于對溫度指示刻度盤進行溫度標(biāo)定,RP2選用1kΩ實心微調(diào)電阻。
3. 加熱器RL可用普通熨斗加熱心,選功率為300w的。4保溫暖箱的容積:長300mm×寬250mm×高250mm。

三.調(diào)試
按圖1焊好并檢查無誤后,先將RP1逆時針旋到底,即圖1中RP1的上端,然后將溫度計放在箱中適當(dāng)位置,接通電源,調(diào)節(jié)RP2使溫度指示穩(wěn)定于30℃。再將RP1順時針旋轉(zhuǎn),直至溫度指示于60℃,這時在RP1的刻度盤上做好記錄,將30℃~60℃劃分成6等分,溫度指示刻度見圖3。
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恒溫暖箱
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