一种应用于温度控制系统的恒流源加热电路-论文.pdf

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1、山西电子技术应用实践2014年第4期文章编号：1674—4578(2014)04．0oo7—03一种应用于温度控制系统的恒流源加热电路蔡璇(中北大学信息探测与处理技术研究所，山西太原030051)摘要：主要介绍了一种应用于温度控制系统的恒流源加热电路，根据负反馈原理以及场效应管恒流原理设计出一种基于场效应管的恒流源加热电路。重点从电路构成、工作原理以及芯片选型等方面对电路作了分析，并对该加热电路进行了调试，将其应用于实际温度控制电路的测量中，得到可靠实验数据。关键词：恒流源加热；温度控制；场效应管；负反馈中图分类号：TN702文献标识码：A随着科学技术的飞速发展，各种行业对温控系统稳定性管

2、子进入夹断区，漏极源极上几乎没有电流流过。因此只要要求也越来越严格，温度控制系统一般由温度传感器、控制让场效应管工作在恒流区，就能实现恒流。电路以及加热电路构成一个反馈回路，温度传感器将测量得3恒流源加热电路原理到的温度信号转化为电压信号以后输入到控制电路，而控制在前期设计中采用双运放构成负反馈回路，驱动场效应电路的基本原理是通过将测量得到的温度信号与一个标定管，加热丝两端的电压经过分压后分别通过两个电压跟随器的温度信号进行比较，如果测量得到的温度信号小于标定的作比较然后经过放大后输出，双运放输出管脚直接与场效应温度信号，则控制电路驱动加热电路对设置于温度传感器上管的栅极连接，是开环电路，

3、开环电路的输出端与输入端不的加热丝进行加热，使温度传感器测量得到的温度信号升存在反馈，因此开环电路中只有输入量控制输出量，而没有高，反之则加热电路停止加热，因此加热电路的好坏对整个输出量再返回来影响系统控制作用的能力，因此开环电路的控制系统有着重要的作用，本文主要介绍了一种应用于温度抗扰能动性差，静态稳定性差，在实验中栅极总是处于饱和控制系统的恒流源加热电路。状态。为了得到更为准确的数据，对电路做了一定的改进。l深度负反馈改进的恒流源加热电路由双运放AD8512、场效应管在恒流源加热电路中应用双运放构成负反馈电路，负反FDP42AN15A0、以及仪表运放AD620组成，具体电路图如下馈是指

4、将输出信号的一部分或者全部通过一定的方式回馈图1所示。给输入端进行比较，使净输入量减小的反馈。引入负反馈有由图1可以看到，双运放采用芯片AD8512，其输入失调很多优势，它可以提高电路增益的稳定性、展宽通频带、减小非电压为400V，输入失调电流为25pA，因此它具有低输入线性失真、改变输入电阻和输出电阻。除此之外负反馈技术还失调电压、低输入失调电流、低输入失调电压噪声以及低输对抑制放大电路内部的温漂、噪声和干扰具有很好的效果⋯。入失调电流噪声的特点。由于本实验中所测得的信号是低由于该加热电路主要是根据控制电路反馈回来的电压频微弱信号，因此选用低输入失调电压以及低输入失调电流信号来调节加热丝

5、的功率，在实验过程中不可避免的会有温的放大器可以减小放大器本身对输出信号的影响，在实验中度的变化，而温度的变化容易引起放大器内晶体管参数和其AD8512性能稳定。静态工作点的移动，从而导致放大器的静态输出电压发生缓在电路中选用场效应管FDP42AN15A0，其导电方式为慢变化的现象，因此引入负反馈电路对此有较好的抑制效果。增强型，N沟道，开启电压范围为2V一4V，在电路中起到恒2场效应管恒流原理流源的作用，N沟道场效应管的主要特点是电流方向是从漏极到源极，因此电路中漏极作为加热丝一端电压，在源极设恒流源按照恒流器件不同可以分为晶体管恒流源、集成置采样点来测量采样电流。场效应管在使用过程使用

6、不当电路恒流源、场效应管恒流源J。场效应管是一种电压控制容易击穿损坏，尤其是在焊接当中需要注意烙铁温度需要断器件，控制端输入电流很小，因此它的输入电阻非常高，而且电以后再进行焊接，焊接时需要先焊接源极，以此再焊接漏场效应管利用多数载流子导电，因此它的温度稳定性很好，极以及栅极，并且在电路板布线时需要注意，源极电流大，需栅极几乎不取电流，非常适合作恒流源的调整管。要采用粗短线分布。本文所介绍的恒流源加热电路中应用的是N沟道增强在改进的电路中用仪表运放AD620作为电压比较电型场效应管，N沟道场效应管要导通，栅极电压必须高于源路，使得电路更为简化，而且仪表放大器比普通的差分电路极电压，即u>0

7、，在其输出特定性曲线上，场效应管工作有更好的共模抑制能力，AD620的放大倍数与它的1管脚以可分为四个区，即可变电压区、放大区、击穿区、夹断区。放及8管脚之间的增益电阻有关，计算公式为G=大区即为场效应管的恒流区，在可变电阻区漏源电流随漏源49．4Kfl电压、栅源电压的增大而增加；在恒流区漏源电流为恒定值，—，其中G为AD620放大增益。其大小由栅源电压控制，随着漏源压的继续增大场效应管进入击穿区，管子会损坏，当栅源电压