家用恆溫控制器

    本文介紹的家用恆溫控制器，其溫度調節範圍為30-60℃，可用作家庭製作酸奶、麵粉發酵及其他方面的保溫。

工作原理
    該恆溫控制器電路由溫度感測器、差分放大器、矩形波發生器、脈寬調製器、執行和電源等部分電路組成，如圖1所示。
    溫度感測器採用兩隻硅開關二極體VD1和VD2串聯後代用。VD1和VD2與電阻器R1、R3、R4等組成測溫電橋。四運算放大集成電路IC1內部的比較放大器D2作為差分放大器，D1作為緩衝隔離放大器，D3作為矩形波發生器（也稱三角波形成電路），D4作為脈寬調製器。
    接通電源開關SA后，交流220V電壓經R10降壓、VD3整流、C3濾波和VD4穩壓后，產生+12V電壓，作為IC1的工作電壓，+12V電壓還經IC2穩壓成+5V電壓，為測溫電橋提供工作電壓，晶閘管VS作為執行部件，控制著加熱器EH的工作。
    由IC1內部D3和其外圍元件組成的矩形波振蕩器，產生的矩形波信號，從IC1的8腳輸出，經電阻器R9和電容器C2處理成三角波信號后，再從IC1的12腳（D4的正相輸入端）加入。測溫電橋的輸出信號經IC1內D2放大后，從IC1的7腳輸出后，再加入IC1的13腳（D4的反相輸入端）。
    IC1的14腳（脈衝調製器的輸出端）輸出矩形波脈衝電壓，其脈衝寬度受7腳輸出電壓的調製，當IC1的13腳電壓低於12腳電壓時，IC1的14腳輸出高電平，使晶閘管VS導通，加熱器EH通電工作，同時發光二極體VD5點亮，指示恆溫箱正處於加熱狀態，當IC1的13腳電壓高於12腳電壓時，IC1的14腳輸出低電平，使VS截止，加熱器EH不工作，VD5熄滅。
    該恆溫箱採用周期開關控制方式，固定開關的周期，通過控制開關的時間比來控制溫度，當箱內溫度高於控制值時，IC1的第8腳輸出矩形波的脈衝寬度減小，加熱器EH“開”的時間（即通電工作時間）隨之減小，“關”的時間（斷電的時間）變長，使溫度下降；反之，則工作過程相反，EH“開”的時間變長，“關”的時間變短，使溫度升高；由於開、關的周期僅為30s左右，且開、關時間比的改變又是一個漸變的過程，故控溫精度較高，溫度波動小。
 
         
元器件選擇
    IC1（內含D1-D4）選用LM324集成四運算放大電路；IC2選用78L05或LM7805小型三端集成穩壓器。VD1和VD2選用1N4148硅開關二極體；VD3選用1N4007硅整流二極體；VD4選用12V、0.5W的硅穩壓二極體，如2CW60-12V或1N5242、1N5242B、1N6002、2CW5242型等；VD5選用紅色發光二極體。VS選用2A、400V的晶閘管，如CR2AM或CSM2B等。
    RP1和RP2均選用直線式實芯電位器。R1-R9、R11和R12均選用RTX-1/4W型碳膜電阻器；R10選用5W線繞電阻器。C1-C3均選用CD11-16型電解電容器。EH使用300W普通電熨斗加熱芯（由於VS為晶閘管，加熱器EH中通過的是半波交流電，因此加熱功率僅為加熱器標稱功率的一半）。

製作與調試
    將所有電子元器件安裝在一塊自製的印製電路板上，並將其裝入大小合適的恆溫控制箱內，在箱前面板上開孔固定好電源開關SA和發光二極體。只要元器件良好、接線無誤，通電即能正常工作。