一种基于两级放大电路的高精度恒温自动控制系统

本发明涉及自动控制领域，具体是指一种基于两级放大电路的高精度恒温自动控 制系统。

在工业生产过程中通常需要对环境的温度进行恒温控制，随着工业自动化的提 高，目前人们通常采用恒温自动控制系统对环境温度进行控制，使环境温度维持在最佳的 范围内，从而提高生产效率。

随着科学技术的迅猛发展，各个领域对温度控制的精度、稳定性要求越来越高，这 就给传统的恒温自动控制系统提出了更高的要求。然而，传统的恒温自动控制系统对温度 控制的精度并不高，很难达到工业生产的需求。

本发明的目的在于解决目前的恒温自动控制系统对温度控制的精度不高的缺陷， 提供一种基于两级放大电路的高精度恒温自动控制系统。

本发明的目的通过下述技术方案现实：一种基于两级放大电路的高精度恒温自动 控制系统，主要由变压器T，二极管整流器U2，控制芯片U1，温度传感器Q，三极管VT1，加热器 M，与控制芯片U1的NTC管脚相连接的两级放大电路，P极与温度传感器Q相连接、N极经电阻 R2后与两级放大电路相连接的二极管D1，一端与二极管D1的N极相连接、另一端与控制芯片 U1的HS管脚相连接的电阻R1，一端与二极管D1的N极相连接、另一端与控制芯片U1的LS管脚 相连接的电阻R3，串接在控制芯片U1的HL管脚和三极管VT1的基极之间的电阻R4，负极与三 极管VT1的集电极相连接、正极与二极管D1的N极相连接的电容C1，P极与三极管VT1的发射 极相连接、N极与控制芯片U1的VSS管脚相连接的二极管D2，串接在控制芯片U1和二极管整 流器U2的输出端之间的触发开关电路，与触发开关电路相连接的继电器K组成；所述变压器 T的副边电感线圈的同名端和非同名端与二极管整流器U2的输入端相连接；变压器T的原边 电感线圈的同名端顺次经加热器M和继电器K的常开触点K-1后与原边电感线圈的非同名端 相连接；所述二极管整流器U2的正极输出端与二极管D1的N极相连接、其负极输出端则与控 制芯片U1的VSS管脚相连接；所述二极管D1的N极还与控制芯片U1的VDD管脚相连接。

进一步的，所述两级放大电路由放大器P1，放大器P2，三极管VT4，一端与放大器P1 的负极相连接、另一端作为该两级放大电路的输入端的电阻R8，负极与放大器P1的输出端 相连接、正极经电阻R9后与放大器P1的负极相连接的电容C4，P极与放大器P1的输出端相连 接、N极与放大器P2的负极相连接的二极管D5，串接在放大器P2的负极和输出端之间的电阻 R11，负极与放大器P1的正极相连接、正极与放大器P2的正极相连接的电容C3，一端与放大 器P2的正极相连接、另一端接地的电阻R10，以及P极与放大器P2的正极相连接、N极与三极 管VT4的基极相连接的二极管D6组成；所述三极管VT4的集电极接地、其发射极与放大器P2 的输出端相连接；所述放大器P2的输出端作为该两级放大电路的输出端并与控制芯片U1的 NTC管脚相连接；所述两级放大电路的输入端经电阻R2后与二极管D1的N极相连接。

所述触发开关电路由三极管VT2，三极管VT3，放大器P，P极与三极管VT2的集电极 相连接、N极与三极管VT3的集电极相连接的二极管D3，P极与三极管VT3的集电极相连接、N 极与二极管整流器U2的正极输出端相连接的二极管D4，串接在放大器P的正极和三极管VT3 的集电极之间的电阻R6，负极与控制芯片U1的CON管脚相连接、正极与放大器P的负极相连 接的电容C2，以及串接在三极管VT3的发射极和三极管VT2的发射极之间的电阻R7组成；所 述继电器K与二极管D4相并联；所述三极管VT2的发射极与控制芯片U1的VSS管脚相连接的 同时接地；所述三极管VT3的基极与放大器P的输出端相连接。

所述控制芯片U1为TC621集成芯片。

本发明与现有技术相比具有以下优点及有益效果：

(1)本发明采用TC621集成芯片与外围电路相结合，使本发明能够更好的对温度信 号进行处理，提高温度信号的稳定性，使TC621集成芯片能够更好的将温度信号与其内部的 基准信号进行比较，准确的判断出当前环境的温度情况，从而使本发明可以根据判断结果 准确的控制加热器工作，如此则可以提高本发明的温度控制精度。

(2)本发明可以对温度传感器输出的信号进行放大处理，从而使控制芯片能够更 好的对信号进行识别，并准确的判定出环境的温度，极大的提高了本发明的温度控制精度。

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的两级放大电路的结构图。

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式并不限于 此。

实施例

如图1所示，本发明主要由变压器T，二极管整流器U2，控制芯片U1，温度传感器Q， 三极管VT1，加热器M，与控制芯片U1的NTC管脚相连接的两级放大电路，P极与温度传感器Q 相连接、N极经电阻R2后与两级放大电路相连接的二极管D1，一端与二极管D1的N极相连接、 另一端与控制芯片U1的HS管脚相连接的电阻R1，一端与二极管D1的N极相连接、另一端与控 制芯片U1的LS管脚相连接的电阻R3，串接在控制芯片U1的HL管脚和三极管VT1的基极之间 的电阻R4，负极与三极管VT1的集电极相连接、正极与二极管D1的N极相连接的电容C1，P极 与三极管VT1的发射极相连接、N极与控制芯片U1的VSS管脚相连接的二极管D2，串接在控制 芯片U1和二极管整流器U2的输出端之间的触发开关电路，与触发开关电路相连接的继电器 K组成。

所述变压器T的副边电感线圈的同名端和非同名端与二极管整流器U2的输入端相 连接。变压器T的原边电感线圈的同名端顺次经加热器M和继电器K的常开触点K-1后与原边 电感线圈的非同名端相连接。所述二极管整流器U2的正极输出端与二极管D1的N极相连接、 其负极输出端则与控制芯片U1的VSS管脚相连接。所述二极管D1的N极还与控制芯片U1的 VDD管脚相连接。为了更好的达到本发明的目的，所述控制芯片U1优先采用TC621集成芯片 来实现；该温度传感器Q则采用AD590温度传感器。

进一步的，所述触发开关电路由三极管VT2，三极管VT3，放大器P，电阻R6，电阻R7， 电容C2，二极管D3以及二极管D4组成。

连接时，二极管D3的P极与三极管VT2的集电极相连接、其N极与三极管VT3的集电 极相连接。二极管D4的P极与三极管VT3的集电极相连接、其N极与二极管整流器U2的正极输 出端相连接。电阻R6串接在放大器P的正极和三极管VT3的集电极之间。电容C2的负极与控 制芯片U1的CON管脚相连接、其正极与放大器P的负极相连接。电阻R7串接在三极管VT3的发 射极和三极管VT2的发射极之间。

同时，所述继电器K与二极管D4相并联；所述三极管VT2的发射极与控制芯片U1的 VSS管脚相连接的同时接地。所述三极管VT3的基极与放大器P的输出端相连接。

如图2所示，所述两级放大电路由放大器P1，放大器P2，三极管VT4，电阻R8，电阻 R9，电阻R10，电阻R11，二极管D5，二极管D6，电容C3以及电容C4组成。

连接时，电阻R8的一端与放大器P1的负极相连接、其另一端作为该两级放大电路 的输入端并经电阻R2后与二极管D1的N极相连接。电容C4的负极与放大器P1的输出端相连 接、其正极经电阻R9后与放大器P1的负极相连接。二极管D5的P极与放大器P1的输出端相连 接、其N极与放大器P2的负极相连接。电阻R11串接在放大器P2的负极和输出端之间。电容C3 的负极与放大器P1的正极相连接、其正极与放大器P2的正极相连接。电阻R10的一端与放大 器P2的正极相连接、其另一端接地。二极管D6的P极与放大器P2的正极相连接、其N极与三极 管VT4的基极相连接。

所述三极管VT4的集电极接地、其发射极与放大器P2的输出端相连接。所述放大器 P2的输出端作为该两级放大电路的输出端并与控制芯片U1的NTC管脚相连接。

工作时，温度传感器Q采集环境的温度并输出相应的信号，控制芯片U1接收温度传 感器Q输出的信号并将信号与其内部的基准信号进行比较，准确判定出当前环境温度情况， 当环境温度低于设定的温度时其CON管脚输出高电平使三极管VT3导通，这时继电器K得电 其常开触点K-1闭合，加热器M开始工作。当环境处于设定的范围内时，控制芯片U1的CON管 脚输出低电平，三极管VT3不导通，继电器K不得电其常开触发K-1保持断开，加热器不工作。

本发明采用TC621集成芯片与外围电路相结合，使本发明能够更好的对温度信号 进行处理，提高温度信号的稳定性，同时，本发明可以对温度传感器输出的信号进行放大处 理，使TC621集成芯片能够更好的对信号进行识别，并将温度信号与其内部的基准信号进行 比较，准确的判断出当前环境的温度情况，从而使本发明可以根据判断结果准确的控制加 热器工作，如此则可以提高本发明的温度控制精度。

如上所述，便可很好的实现本发明。