CN87108141A - 电子温度控制器 - Google Patents

Abstract

一种采用集成电路，具有温度测量预置功能和通断温差可调的电子温度控制器，由稳压电源，温度测量预置调节电路，温控电路，执行单元和信号指示电路组成。增接中间继电器可使控制功率达几千瓦，甚至几十千瓦。具有灵敏度高，精度高，反应快，受控温度可预置，通断温差可调节，体积小，重量轻，成本低等特点，可替代机械式温控器和分立元件电子温控器，有助于提高各种制冷器具，电热恒温器具和过热保护控制器的实用性和稳定性。

Description

本发明涉及以热敏电阻为传感元件的温度控制装置，尤其涉及一种电子温度控制器。

采用集成电路的电子温度控制器已经在广泛应用。如采用多功能触发器的集成电路JEC的电子控温器，不必另配小功率晶体管即可直接驱动小型继电器，以实现控温功能。EP208318是另一种由电压比较器串接双稳态触发器组成的温度开关，其不足之处是不能预置受控温度，且通断温差不可调。

本发明的目的是提供一种采用集成电路，具有温度测量预置功能和通断温差可调的电子温度控制器之新技术方案，从而增添一种新的产品品种。

本发明由稳压电源1，温度测量预置调节电路2，温控电路3，执行单元J、D₁和信号指示电路4组成。

附图为本发明的电原理图。

下面结合附图对本发明进行详细描述。

A、B为本发明的电源端，B、C为本发明的负载端，D、E为稳压电源1输出端，亦为温度测量预置调节电路2输入端，F、G为温度测量预置调节电路2输出端，其中F接温控电路3的复位端R，G接温控电路3的置位端 S。

电源开关K置于α位，本发明处于工作状态，稳压电源1向温度测量预置调节电路2，温控电路3和信号指示电路4提供直流稳压电流。电源开关K置于b位，电源直接与负载接通，本发明处于不工作状态。

温度测量预置调节电路2是由两只可变电阻W₁、W₂，两只热敏电阻R_t1、R_t2和固定电阻R₁组成的分压四端网络，该电路以稳压电源1的输出电压为输入电压，从热敏电阻R_t1两端获取输出电压。预置受控温度用可变电阻W₁与固定电阻R₁串联，一端为输入端D，另一端为输出端F，热敏电阻R_t1两端为输出端F、G，热敏电阻R_t2与通断温差调整用可变电阻W₂串联，一端为输入端E，另一端为输出端G，输入端D、E即稳压电源1输出端，输出端F为温控电路3的复位端R，输出端G为温控电路3的置位端 S。本发明根据不同的温控应用场合，配用不同类别的正或负温度系数的热敏电阻R_t1、R_t2。热敏电阻R_t1、R_t2安放在测温探头腔内。

本发明用于制冷控温时，热敏电阻R_t1、R_t2选用NTC型。温度测量预置调节电路2输出端F、E的输出电压

U_FE＝ (R_t1+R_t2+W₂)/(W₁+R₁+R_t1+R_t2+W₂) U_DE=(1- (w₁+R₁)/(W₁+R₁+R_t1+R_t2+W₂) )U_DE

输出端G、E的输出电压

U_GE＝ (R_t1+W₂)/(W₁+R₁+R_t1+R_t2+W₂) U_DE=(1- (W₁+R₁)/(W₁+R₁+R_t1+R_t2+_W2) )U_DE，

受控温度升高，热敏电阻R_t1、R_t2阻值减小，输出电压U_FE、U_GE减小，当U_GE＜U _S E时，R-S触发器为置位状态，输出端Q为高电平;受控温度降低，热敏电阻R_t1、R_t2阻值增大，输出电压U_FE、U_GE增大，当U_FE＞U_RE时，R-S触发器为复位状态，输出端Q为低电平。当热敏电阻R_t1、R_t2为定值时，由上二式看出，调整可变电阻W₁可连续调节输出电压U_FE、U_GE的大小，因此，可以通过调整可变电阻W₁来预置受控温度。U_{R S} -U_FG＝O时，R-S触发器输出端Q翻转为高电平与翻转为低电平所对应的温度差为零，即通断温差为零，受控温度控制于某一确定温度;若U_{R S} -U_FG＞O，则通断温度差不为零，即受控温度控制在某温差范围内，U_{R S} 与U_FG差值越大，通断温差越大，

由式U_FG= (R_t1)/(W₁+R₁+R_t1+R_t2+W₂) U_DE

可知，当可变电阻W₁，电阻R₁，热敏电阻R_t1、R_t2为定值时，调整可变电阻W₂可改变输出端F、G输出电压U_FG，即改变U_{R S} 与U_FG差值的大小，因此，可以通过调整可变电阻W₂来调整通断温差。

因为热敏电阻的R＝f（t）曲线为非线性，

由式U_FE＝ (R_t1+R_t2+W₂)/(W₁+R₁+R_t1+R_t2+W₂) U_DE，

和U_GE＝ (R_t2+W₂)/(W₁+R₁+R_t1+R_t2+W₂) U_DE,

可知，选用两只热敏电阻R_t1、R_t2，当可变电阻W₁、W₂调整为确定值后，温度每变化一单位所引起的输出电压U_FE、U_GE的变化量趋于一致。因此，可以保证当可变电阻W₂调定后，将受控温度预置于任一温度时，通断温差保持一致。可变电阻W₁阻值变化范围大，则温度预置的范围大。可变电阻W₂阻值变化范围大，则通断温差的调整范围大。

本发明用于电热恒温、过热保护时，热敏电阻R_t1、R_t2选用PTC型。受控温度降低，热敏电阻R_t1、R_t2阻值减小，输出电压U_FE、U_GE减小，当U_GE＜U _S E时，R-S触发器为置位状态，输出端Q为高电平;受控温度升高，热敏电阻R_t1、R_t2阻值增大，输出电压U_FE、U_GE增大，当U_FE＞U_RE时，R-S触发器为复位状态，输出端Q为低电平。同理，调整可变电阻W₁可连续预置受控温度，调整可变电阻W₂可调整通断温差。用于过热保护亦可选用CTR型，此时临界保护温度应与热敏电阻阻值突变的温度吻合。

温控电路3是一只用模拟电平触发的R-S触发器，其实质是一只前置有采样和电压比较器的R-S触发器，其复位端R、置位端 S分别与温度测量预置调节电路2的输出端F、G相连，正、负电源端V_CC和V_EE端分别与稳压电源1输出端D、E相连。当复位端R的输入电压大于R-S触发器的复位电压U_RE时，该触发器处于复位状态，输出端Q为低电平;当置位端 S的输入电压小于R-S触发器的置位电压U _S E时，该触发器处于置位状态，输出端Q为高电平。温控电路3可以是双极型单时基555集成电路，也可以是CMOS型单时基555、双时基556集成电路。

执行单元由转换型继电器J以及与其线圈并联的保护二极管D₁组成。继电器J的常开触点J₁串接在本发明电源端A与负载端C之间。继电器J线圈的一端与温控电路3的输出端Q连接，另一端与稳压电源1的输出端E连接。当输出端Q为高电平时，继电器J得电吸合，其常开触点J₁闭合，向负载供电;当输出端Q为低电平时，继电器J失电释放，其常开触点J断开，停止向负载供电。

信号指示电路4由转换型继电器J的转换触点组J₂，发光二极管LED₁、LED₂和限流电阻R₂组成。当继电器J失电时，转换触点组J₂接通LED₁发亮，当继电器J得电时，转换触点组J₂接通LED₂发亮。

本发明涉及的电子温度控制器增接中间继电器，可使控制功率达几千瓦，甚至几十千瓦。

本发明涉及的电子温度控制器具有灵敏度高，精度高，反应快，受控温度可预置，通断温差可调节，体积小，重量轻，成本低等特点，可替代机械式温控器和分立元件电子温控器，有助于提高各种制冷器具，电热恒温器具和过热保护控制器的实用性和稳定性。

实施例

稳压电源1：降压变压器2VA    220V/12V，IN4001二极管桥式整流电路，CW7812三端集成稳压器;

温度测量预置调节电路2：W₁为WS2型600Ω，R₁为RJ型1.3KΩ，R_t1、R_t2为MF-11型1KΩ，W₂为WS₃型47Ω;

温控电路3：μA555时基集成电路;

执行单元：J为JRX-13F，D₁为IN4001;

信号指示电路4：LED₁、LED₂为FR203（红绿色各一），R₂为RJ型2.4KΩ。

Claims (2)

1、一种包括稳压电源1，温度测量预置调节电路2，温控电路3，执行单元J、D₁，信号指示电路4的电子温度控制器，温度测量预置调节电路2由可变电阻、热敏电阻和固定电阻组成分压四端网络，温控电路3是一只前置有采样和电压比较器的R-S触发器，执行单元由转换型继电器J以及与其线圈并联的保护二极管D₁组成，信号指示电路4由转换型继电器J的转换触点组J₂发光二极管LED₁、LED₂和限流电阻R₂组成，其特征在于温度测量预置调节电路2是由两只可变电阻W₁、W₂，两只热敏电阻R_t1、R_t2和固定电阻R₁组成的分压四端网络，预置受控温度用可变电阻W₁与固定电阻R₁串联，一端为输入端D，另一端为输出端F，热敏电阻R_t1两端为输出端F、G，热敏电阻R_t2与通断温差调整用可变电阻W₂串联，一端为输入端E，另一端为输出端G，输入端D、E即稳压电源1输出端，输出端F为温控电路3的复位端R，输出端G为温控电路3的置位端 S。

2、如权利要求1所述的电子温度控制器，其特征在于温控电路3可以是双极型单时基555集成电路，也可以是CMOS型单时基555、双时基556集成电路。

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