[实用新型]一种线性调温电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种温度与调温电阻值呈线性关系的调温电路，适用于电加热器温度控制，属于电子技术领域。

背景技术

采用电阻合金制造的正温度系数发热元件(以下简称发热元件)，随着加热到温度升高自身电阻值也会不断增大，且电阻值与温度之间呈线性关系变化，因此发热元件同时又可作为恒温控制电路的测温元件。

现有恒温调节控制电路如附图1所示，其中L和N为交流电源(110V或220V)连接端子，SCR是可控硅元件，H是发热元件，K1是温度采样开关，V_CC是直流电源，U1是比较器，SYNC是可控硅触发过零同步电路，电阻R3、R4、R5和可调电阻VR组成温度采样和调温电路，R1和R2是温度设定电阻。

R3用作调节配合不同的发热元件的电阻值，R4用作调节配合不同的发热元件电阻温度变化系数。R5并联VR后用作调节配合整个调温电路的控温范围。

由于电阻合金发热元件的电阻变化温度系数一般小于4900ppm/℃，所以最高温度和最低温度的电阻值相差一般不会太大，因此大多数情况下的调温电阻的调节变化范围也不会太大。V_R是调温调节电阻，可以选择任何种类的可调电阻器。考虑到成本因素，VR通常选用较大电阻值的成膜可调电阻器，这样不得不在VR上并联一个电阻R5，使得并联后的电阻调节变化范围缩小到适当值。

在交流电源正半周期，可控硅SCR可以导通使发热元件H加热。加热时，开关K1必须断开，以便阻断交流电源的高压进入比较器U1。

温度采样在可控硅SCR非导通期间进行。R1和R2组成分压网络产生参考门限电压V_T。温度采样时，闭合开关K1。R3、R4、VR并联R5、发热元件H组成分压网络，可调电阻VR和R5并联后获得的分压值作为采样信号V_S送到比较器U1。比较器将采样信号V_S与参考门限电压V_T进行比较，比较结果经过同步电路SYNC产生同步触发信号C去控制SCR导通或截止，从而控制实际加热的导通率(即加热功率)，使发热元件本身维持恒定温度，此时应满足方程：

V_S＝V_CC(H+R4+VR//R5)/(R3+VR//R5+R4+H)＝V_T--------------(1)

假设V_T＝0.5V_CC，发热元件H的电阻与温度T为线性关系，当VR＝0Ohm时，H＝RH＝60Ohm，此时温度为最高设定温度200℃；当VR＝1000Ohm时，H＝RH＝45Ohm，此时温度为最低设定温度100℃。

VR与发热元件温度T的线性关系如附图2所示，其中：横坐标为线性可调电阻VR的电阻值，从0Ohm变化到1000Ohm；纵坐标为发热元件H的温度T，从200℃变化到100℃。

可见，VR与发热元件温度T之间的关系曲线对于准确控制温度是很不理想的。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够使调温电阻值与发热元件温度之间呈线性关系，便于自动控制的调温电路。

为了实现上述目的，本实用新型包括可控硅元件SCR、正温度系数发热元件H、温度采样开关K1、比较器U1、可控硅触发过零同步电路SYNC、调温调节可变电阻VR、温度采样电阻R3、R4和R5、温度设定电阻R1和R2、交流电源连接端子L和N、直流电源连接端子V_CC，所述采样电阻R3、R4与可变电阻VR串联后再与R5并联；所述温度采样开关K1可以用一个整流二极管D1替代；所述调温调节可变电阻VR的抽头端可以不与其自身的两端相连；所述采样电阻R4可以取消，即R4的电阻值可以为零。

在本实用新型线性调温电路中，由于并联电阻R5不是单独并联VR，而是与R4、VR、R3这3个电阻串联后一起形成并联关系，使R4、VR、R3构成一个独立的分压器，从而提高了可变电阻与发热元件温度之间的线性关系，使得温度调节既连续又均匀。

另外，采用整流二极管D1替代温度采样开关K1，确保在可控硅SCR非导通期间，不会影响到温度的采样；而在可控硅SCR导通期间，阻断交流电源的高压进入比较器U1。

附图说明

图1是现有技术调温电路原理图；

图2是现有技术调温电路可变电阻VR与发热元件温度T的线性关系曲线图；

图3是本实用新型线性调温电路原理图；