CN2261640Y - 可控硅调频温度控制器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种可控硅调频温度控制器，它是由运算放大器IC1F007及时基电路IC2555等构成的温度差－频率转换电路为核心。当设定温度高于加热设备的当前达到的温度时，其温度差越大，可控硅的开关频率越高，因而加热功率也越大升温越快；当温度差减小时其加热功率也因双向可控硅的开关频率逐渐减小而减少，升温也逐渐减慢直到恒温时减到最小，其控温精度可达0.1℃特别适合保温不良的加热设备恒温控制用。

Description

可控硅调频温度控制器
本实用新型涉及一种由温差--频率转换器组成的可控硅调频温度控制器，它适用于任何电加热设备的恒温控制。
目前的现有技术中，常见的温控器为继电器两点式控制，控制加热电源的接通与关断。由于两点式温度控制器受温度波动大、建立恒温的过程时间长的影响，所以控温精度低。
本实用新型的目的是提供一种可控硅调频温度控制器，它能使各种加热设备在很短时间内能精确地达到恒温的控制。
本实用新型的目的是这样实现的：可控硅调频温度控制器的核心是温差-频率转换器，执行元件为双向可控硅，因而是无触点式。由温度传感器测定当前温度并与设定温度相比较，其差值控制加热电流的开关频率，即差值越大开关频率越高，加热功率也越大，升温也越快；反之，温度差值越小，电源加热频率越低，加热功率越小升温也越慢，当温度达到设定温度时，则通电加热频率为零即完全停止加热，但实际上在停止加热时温度有下降的倾向，则又以一定的频率加热以补赏热量的损失，从而保持恒温，因此恒温性能非常好，可达±0.1℃。
本实用新型的优点是：由于本控制器的执行元件采用了双向可控硅，因而是无触点式，所以大大缩短了恒温控制时间，使恒温性能非常好，可达到±0.1℃。例如家用电烤箱改做恒温干燥箱，用普通两点式温度波动达10℃左右不能恒温，而用本温控器通电10分钟即达到恒温，精度达到0.1℃，用本温控器取代现行恒温加热设备如干燥箱、高温电炉等是完全可行的。
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是本实用新型可控硅调频温度控制器的电路原理图。
由图1可知，D2为硅二极管IN4148在此做为PN结温度传感器使用，其结电压随温度而改变，一般每上升1℃结电压改变-2.0～2.2MV，在200℃以下时成线性变化，本温控器低温时用二极管IN4148可在180℃以下正常工作，而在200℃-1200℃时则采用热电偶(1200℃时K型热电偶的热电势为40多毫伏)。
由IC1F007运算放大器及IC2555时基集成电路构成温度差--频率转换电路，在运放F007的反相端接PN结温度传感器硅二极管D2IN4148，在常温20℃左右时，其结电压约为650MV经电阻R3通以恒定电流，F007的正相端接基准电压以设定温度，当加热器的当前温度低于设定温度时，IC1的反相端2脚电压高于同相端3脚电压约1MV，IC2555产生振荡，IC2的第3脚输出方波信号，其频率与温度差成正比，触发双向可控硅SCR导通给加热设备通电，当加热设备的温度上升到设定温度时，IC1的2脚电压低于3脚电压约1MV时，IC2停止振荡，其3脚无方波信号输出双向可控硅关断，加热停止。受温度差的控制加热电源频率的变化范围在0-200HZ左右，D18069为高精度稳压二极管，电压为1.2V，W1为温度设定电位器，R1、R2为可调电阻，用来调整控温范围的上下界限，D2为PN结温度传感器在此用IN4148二极管，也可用硅三极管如3DG6将基极与集电极短接。
当需要控制200℃-1200℃温度时D2应使K型热电偶，正端接地，电容C1决定工作频率，容量减小时频率升高，反之减低，频率低则通电频率低，升温慢恒温时间长，反之电容值小则频率高加热速度快，但不宜过高以免产生辐射干扰。220伏交流电源经变压器B变压得2×15V经D4-D7IN4001整流C3、C4、C5、C6滤波集成稳压电路LM7812、LM7912稳压输出±12V直流电压供IC1、IC2等使用，双向可控硅SCR选用耐压大于400V、16A的可控制2KW用电器，较大功率用电器则可选用更大功率的可控硅，在此控制器中SCR有T1极接地，因此电源插座应用三孔插头，且相、中、地不可接错，输出插座CZ接电热器具。
制做要点：按原理图备齐元件，其中D1最好用8069精密稳压管(1.2V)，对于一般要求不十分高的场合可以用一般稳压二极管(1.2V-1.5V)，也可用两支硅二极管串联用结电压进行稳压，但必须远离热源。双向可控硅当选用16A以下时可直接焊在电路板上，但要留有加装散热器的位置。W1为温度调定电位器，采用直线型，直接安在面板上，当用二极管作温度传感器时应将二极管焊上Φ0.5mm的漆包线，用熔点大于200℃的焊锡焊接，然后将二极管及引线用环氧树脂封固于Φ5mm、长200mm左右的原壁玻璃管中，二极管封于端部外2mm左右，然后在二极管正端焊屏蔽线的芯线，负端焊屏蔽层，屏蔽线的另一端焊上插头，屏蔽线与玻璃管之间也用环氧树脂封装，端部套上合适的塑料帽，插孔在面板上，中心接IC1的第2脚，另一端接地。如用热电偶则应热电偶的负端接插头的中心线上，正端接地。
温控器的调整：取一大口保温瓶，瓶塞上开四个孔，分别插入加热器(用热得快)、电动搅拌器、标准温度计及温度传感器，瓶中加入冰水混合液，开动搅拌器，将W1逆时针转到底刻度0℃处(满刻度定为180℃)，开启温控器电源，当温度计指在0℃时，调节R1到输出端LED刚好停止闪光，然后再取一个大口保温瓶，内盛沸水，其他装置同前，将传感器插入水中开动搅拌器及加热器使水沸腾，调节W1到温度计所指示的温度刻度上，如100℃调节可调电阻R2使LED刚好停止闪光，如此反复几次直到R1、R2不变为止。
使用方法：将传感器置于恒温设备内的上方空中，将W1定在设定温度刻度上，升温后发光管LED以高的频率闪动，当温度接近设定温度时。闪光频率降低，如温度偏低，则调W1使闪动频率上升，直到温度达到设定温度时闪动才变慢时为止。

Claims (1)

1.一种可控硅调频温度控制器，其特征在于：用运算放大器IC1F007及时基电路IC2555构成的温度差-频率转换电路为核心、由双向可控硅控制加热设备、通电频率达到控制温度的全部电路构成；温度传感器PN结二极管或K型热电偶接在运算放大器的反相输入端，其正相输入端接基准电压，通过电位器调整基准电压以设定要预置的恒温温度，当加热设备达到的温度离预置的温度相差越大时双向可控硅开关速度越高，反之，温度差越小双向可控硅的开关速度越小，没有温度差时则为零。
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