1.2.2　电子控制电路的阅读实例

温度自动控制电路如图1-1所示，用于温箱恒温控制。

图1-1　温度自动控制电路

（1）控制目的和方法

控制对象：电热器EH。

控制目的：使温箱内的温度恒定。

控制方法：采用负温度系数的热敏电阻R_t作探温元件，用555时基集成电路进行控制。

保护元件：熔断器FU（电热器过电流保护）。

（2）电路组成

①主电路。由开关QS、熔断器FU、电热器EH和双向晶闸管V（兼作控制元件）组成。

②控制电路。由555时基集成电路A、电位器RP、热敏电阻R_t、阻容元件组成的单稳态触发电路和双向晶闸管V组成。

③直流电源。由电容C₁、C₂及二极管VD和稳压管VS组成。

④指示灯。氖泡Ne（及限流电阻R₅）——电热器EH加热指示。

（3）工作原理

①初步分析。当温箱内的温度降至设定值以下时，应加热→双向晶闸管V导通→555时基集成电路A的3脚输出高电平；当温箱内的温度升至设定值时，应停止加热→V关断→A的3脚输出低电平。

②顺着分析。接通电源，220V交流电经电容C₁降压、二极管VD半波整流、电容C₂滤波和稳压管VS稳压后，给555时基集成电路A提供12V直流电压。同时由555时基集成电路A组成的延时电路开始计时。如果温箱内的温度已降至设定值以下时，负温度系数热敏电阻R_t阻值较大，A的2脚电位经RP、R_t和R₄分压，低于1/3E_c（4V）（E_c为直流电源电压12V），A的3脚输出高电平（约11V），双向晶闸管V触发导通，电热器EH得电加热，同时氖泡Ne点亮，表示正在加热。由于这时的单稳态电路进入暂态，A内部放电管截止，其放电端7脚被悬空，电源通过电阻R₂向电容C₃充电，阈值端6脚电位不断升高，约经过时间t≈1.1R₂C₃，6脚电平可上升到2/3E_c（8V）。如果这时温箱内温度仍然较低，即触发端2脚电平仍低于1/3E_c，电路则保持置位状态不变，电热器EH继续通电加热；如果温度已上升达到设定值，因负温度系数热敏电阻R_t阻值随温度升高而减小，这时2脚电平已高于1/3E_c，555时基集成电路复位，单稳态触发器翻转进入稳定态，3脚输出低电平（约0V），双向晶闸管V关断，电热器EH停止加热，氖泡Ne熄灭。这时，555时基集成电路内部放电管导通，7脚对地短接，所以电容C₃储存的电荷通过7脚泄放，为下一次加热作延迟准备。当温箱内的温度随时间慢慢下降，并降至设定温度以下时，R_t阻值又变大，A的2脚电平又降至1/3E_c以下，555时基集成电路再次置位，电路翻转进入暂态，其3脚输出高电平，双向晶闸管V导通，电热器EH又开始加热，如此重复循环，从而维持温箱内的温度恒定。

图中，电阻R₁的作用是为电容C₁提供放电回路，以便当切断电源后，C₁上无电压存在，避免人体触及电容受到电击。

（4）元件选择

电器元件参数见表1-3。

表1-3　电器元件参数表

负温度系数热敏电阻R_t的选择。根据温箱设定温度的要求，可采用不同阻值的R_t，只要在所需设定温度下满足R_t+RP=2R₄即可。调节RP可获得大的调节范围。