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可任意设定温控范围的温控器
类别:电源技术  
 
在工业生产过程中往往要将温度控制在一定范围内。若温度超过上限温度,

则需要冷却降温;若温度低于下限温度,则需加热升温。本例介绍采用新型温度

开关(TTS-202)组成的上、下限温控电路。它的特点是电路简单可靠,上、下

限温度可任意设定(上限温度最大值为l00°C,下限温度最小值为lo°C),阂值

温度重复精度高,其典型值为土0.5℃。

工作原理、

可任意设定温控范围的温控器的电路原理图如图a所示。它由CD4011

的一半(D1或D2)及阻容组成的多谐振荡器、两个TTS-202组成的上限、下限

阂值温度控制器,以及另一半CD4011(D3和D4)和VT等组成的输出电路构成。

采用由D1及D2组成的振荡器输出方波作为两个TTS-202的电源,其目的是使

温度开关在降到阑值温度后可关断。VTH1温度开关为上限温度开关,VTH2为

下限温度开关,分别由RPl和RP2来设定(调整)其阑值温度。I、Ⅱ为两输

出端,通过输出高电平或低电平来控制加热或冷却装置。

设TH为上限温度、TL为下限温度,Ta为实测温度,则在不同温度时,

VTH1、VTH2的输出及I、Ⅱ 的输出电平状态如表所示。

注:H为高电平,L为低电平。

I及Ⅱ 的输出可与工作电压为5V的单片机I/0口直接连接,由单片机输出

来控制加热器或冷却器。I及Ⅱ 的输出也可以经继电器或光藕合器来控制加热器

或制冷器,如图b及图c所示。在图b中,当I输出为高电平时,

电容器C开始充电,当达到一定电压时,晶体管VT导通,继电器吸合,其触头

可控制制冷器或冷水冷却电磁阀门等。电路中电容器C的目的是防止温度在阑

值附近变化时,继电器产生频繁的通断。

图b的电路接Ⅱ的输出,当Ⅱ输出高电平时,继电器吸合,利用其常开

触点来控制蒸气加热电磁阀门或接通接触器,由市电通过加热器来实现加热。

在图c中,当I输出高电平时,VT导通,光耦合器MOC3020中的发光

二极管亮,使内部光控晶闸管触发导通,外接双向晶闸管VTH导通,EH得电。

图c中R为限流电阻,其阻值(kΩ)与VCC有关,可用下式估算

R=(VCC-1.2V)/10

若接Ⅱ输出,必要时图c中的lOkΩ电阻可根据VT的放大倍数进行适当

的调整。

元器件选择

温度开关选用TT-202。TTS-202是一种可连续调整控制温度(阂值温度)

的温度开关,也是一种特殊的单向晶闸管。其与一般单向晶闸管不同的是,它无需

触发电流即可导通,并受温度控制。当温度低于阑值温度时,温度开关关断;当

温度达到或超过阑值温度时,温度开关导通。其与一般单向晶闸管相同的是,一

旦导通,即使温度降到阂值温度以下,它也不断开,只有导通电流降到维持电流

以下时才关断。TTS-202为TO-92封装,其管脚排列及典型应用电路如图

d所示,图中RGA认是调整阑值温度的电阻器,若采用电位器(RP)则其阂值

温度连续可调;Ccn为防止干扰而设的电容器,EH为负载电阻。当温度低于阑值

温度时,TTS-202截止,Vo输出低电平:当温度达到或超过阑值温度时,TTS-

202导通,V。输出高电平。TTS-202阑值温度范围为10~100°C,可用电阻值为

470kΩ电位器来调整,电阻值越大,阂值温度越低。由于TTS-202在生产中有

一定的离散性,在同样的RGA下,其闭值温度有一定的差别,所以在应用时要适

当地调整。

D1~D4选用CD4011集成电路。

VT选用9013型晶体管。

其他元器件均无特殊要求,按图所标型号及参数进行选用。