控制电路的设计与仿真

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1、控制电路的设计与仿真1、任务与要求用运放和硅二极管温度传感器设计一个恒温，控制范围0—500C,控温精度+0.50C，电源电压+12V。2、设计参考方案与仿真运放恒温控制器的设计方案及仿真结果如图4—44所示‘3、设计及仿真分析恒温控制电路采用桥式差分放大电路。温度传感器用廉价的硅二极管Dt,例如1N4007。这种温度传感器的温度系数约为-2.5Mv/0C，而且在负几十度到正一百度范围内具有良好的线形，一般不用进行线性补偿，可简化电路设计。运放同相输入端与方向输入端的静态偏置电压，应设置在电源电压的一半左右。在图4—

2、44的温控电路中，在进行调温范围为500C，即电位调节范围约为125mV。Rw1为调零电位器。在进行调温范围仿真时，断开信号源Vi，将万用表的正输入端接Vj点，负输入端接Vt点，测量这两点之间的直流电压。在EWB中，电位器的滑动端是可调的，其位置由阻值[R]xΩx%中的百分比决定。设温度为00C,这是在调温范围内温度传感器Dt两端的正相电压最大，因此Vt点的电位也最高，将Rw2的阻值调整为[R]120%,Rw1调整为[R]1KΩ50%,则万用表的读数为Vj-Vt=126.6mV，符合设计要求。为了测试控

3、温精度及输出电压，可撤掉万用表，在Vj和Vt两点接上仿真信号源Vi，其正弦波频率为1Hz，峰值电压为0.8mV，大约相当于温度变化+0.160C时温度传感器所产生的信号电压。双击示波器图标，调处虚拟仪器面板，然后单击仿真电源开关进行仿真，输出电压波形如图３所示。图３恒温控制电路的设计与仿真从示波器的屏幕上可看到输出为平顶的脉动直流电压，峰值约为11V。也就是说，温度变化+0.16oC时，二极管温度传感器将产生大约+0.4mV的输入信号电压，则控制电路输出大约11V的峰值电压，用以控制功率输出电路。因此，+0.50C的

4、温控精度是可达到的。图中电阻R11和发光二极管LED为温控制的工作指示电路，当运放输出高电平时，LED发光。在实际电路中，12V直流电源、仿真信号源Vi及负载电阻RL4可去掉。四、        功率输出电路功率输出电路采用二极管触发的双向晶闸电路，如图4所示，触发电压有恒温控制电路提供。在这里晶闸管只是起到一个交流开关的作用，通过负载的电流波形仍旧是正弦波这样可避免因波形畸变所产生的幅值干扰。在控温点上，当温度下降约0.30C时，温控二极管电桥电路就会在运放的输入端加上0.8mV左右的输入电压，经放大后输出约11V

5、的触发电压，二极管导通，触发双向晶闸管全导通，负载RL通电升温。当温度上升到控温点时，控温二极管截止，双向晶闸管也随之关断，负载停止加温。图中RL表示1kW的电热器，这时可选用10A/600V的双向晶闸管TRIAC。Vot表示恒温控制器的输出的触发电压，在实际电路中应去掉图中RL表示1kW的电热器，这时可选用1Vot，将二极管D5的阳极接到温控器运放的输出端。将上述四部分电路适当连接起来，一个完整的恒温控制电路便设计好了。自己做的可能有点问题~~不好调节：已经不容易了12345