恒温暖箱的工作原理及制作

本文所述的家用恒温暖箱温度调节范围为30℃-60℃，其控制电路新颖、控温精度高，可用于家庭制作面包、糟，也可用来制作酸奶或给饭菜保温。

一、工作原理

传统恒温控制电路的温度控制方法主要有开关方式和相位方法两种。开关方式在温度达到控制值时切断加热器电源，低于控制温度时接通加热器电源，控温精度差、温度波动大。相位方式是根据温度的高低控制交流电每个周期中可控硅的触发相位，其控温精度较高，但会产生无线电噪声。本恒温暖箱取上述两种方式的优点，即采用周期开关控制方式，固定开关的周期，通过控制开、关的时间比来控制温度。如果度偏高，则加热器开的时间减少，关的时间增加．反之，开的时间增加，关的时间减少，从而起到了控制温度的作用。由于周期仅为30s左右，而开、关时间比的改变又是一个渐变过程，故控温精度较高，温度波动小。

电路见图1。硅二极管VD1、VD2作为传感器，硅管PN结的正向电流一定时，温度每升高1℃，其正向压降下降约2mV，这种传感器线性较好，可以工作在-50℃--+150℃度范围。

A1起缓冲隔离作用，A2、R5、RP1等组成差分放大器电路，控制温度通过RP1来调节。VD1、VD2、R1、R3、R4等组成测温电桥，其输出信号由A2倒相放大后送到A4的反相输入端。A3、C3、R8、R9等组成三角波形成电路。C2上的三角波信号送至A4的同相输八端作为基准电压。电压比较器A4用作脉宽调制器，其输出矩形波的脉冲宽度受A点电压的调制。由图2可知，当恒温暖箱在接通电源加热时，温度逐渐上升，温度传感器VD1、VD2两端的正向压降随着温度上升而线性下降，经A2反相A点输出放大了的按线性上升的电压，再送到电压比较器A4的反相输人端与同相输人端的锯齿波电压进行比较。当反相输人端的电压小于同相输入端电压时（三角波电压），A4输出高电平，S触发导通，加热器RL通电加热。当恒温暖箱内温度高于设定值时，反相输八端的电压逐渐增大，A4输出的矩形波的脉冲宽度减小，加热器通电时间也随之减小，温度下降，反之，相反，因此可达到恒温的目的。

VS为单向可控硅，加热器RL中通过的是半波交流电因此加热器功率为加热器标称功率的一半，即300w的加热器实际加热功率为150w，这样做有利于延长寿命。

该装置的12v电源电路由R10、VD3、DW、C3等组成，其中，R10为降压电阻，DW为12V稳压二极管。IC2给测温电桥提供5V稳定电源，LED作为加热指示。

二．元件选择

1. VS选用2A／400v的单向可控硅，如CR24M或CSM2B等。要求其触发电流Igt《2mA。

2. RP1选用470Ω实心电位器，要求选用直线式的，即其阻值变化与转角成直线关系，以便于对温度指示刻度盘进行温度标定，RP2选用1kΩ实心微调电阻。

3. 加热器RL可用普通熨斗加热心，选功率为300w的。4保温暖箱的容积：长300mm×宽250mm×高250mm。

三．调试

按图1焊好并检查无误后，先将RP1逆时针旋到底，即图1中RP1的上端，然后将温度计放在箱中适当位置，接通电源，调节RP2使温度指示稳定于30℃。再将RP1顺时针旋转，直至温度指示于60℃，这时在RP1的刻度盘上做好记录，将30℃～60℃划分成6等分，温度指示刻度见图3。