基于運(yùn)放退飽和的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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基于以上設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)出一套由兩級(jí)運(yùn)放組成的反饋控制電路，電路圖如圖2所示。電路輸入是由熱電偶從電爐反饋回的熱電動(dòng)勢(shì)，經(jīng)第一級(jí)運(yùn)放放大后與溫度控制信號(hào)Vcon進(jìn)行差值運(yùn)算后經(jīng)第二級(jí)放大輸出。當(dāng)熱電偶反饋信號(hào)小于Vcon時(shí)，第二級(jí)運(yùn)放飽和輸出，555電路輸出脈沖占空比最大，從而IGBT導(dǎo)通時(shí)間最長，電爐加熱功率最大。當(dāng)熱電偶反饋信號(hào)超過Vcon時(shí)，第二級(jí)運(yùn)放開始退飽和，輸出減小，555電路輸出占空比減小，IGBT導(dǎo)通時(shí)間變短，電爐加熱功率變小，從而使電爐溫度在設(shè)定溫度上下變化。設(shè)定溫度值可以通過改變溫度控制信號(hào)Vcon與Rf、R2的值來改變，電路簡單實(shí)用，便于調(diào)整。
2 數(shù)據(jù)分析與仿真
為了驗(yàn)證電路設(shè)計(jì)參數(shù)以及與實(shí)際電路的運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行對(duì)照，利用Multisire仿真軟件對(duì)電路進(jìn)行了仿真測(cè)試。電路采用K型鎳鉻一鎳硅熱電偶進(jìn)行反饋，K型鎳鉻-鎳硅熱電偶分度表如表1所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/159596.htm
仿真中，設(shè)定900℃為溫度期望值，使運(yùn)放在820℃時(shí)開始退飽和，查表1可知820℃時(shí)熱電偶反饋電動(dòng)勢(shì)為34．095 mV，通過調(diào)整、Rf及R2使設(shè)定溫度為此值對(duì)應(yīng)溫度。首先，在圖2所示電路輸入端加上連續(xù)變化的正弦信號(hào)(低頻)來模擬熱電偶反饋信號(hào)，正弦信號(hào)幅度為45 mV，即反饋信號(hào)Vi在0～45 mV周期性變化，查表1可知，相當(dāng)于電爐溫度是在0～1 100℃周期性變化，仿真結(jié)果如圖3所示，雙蹤示波器A路(線1)顯示幅度為45 mV的正弦輸入信號(hào)，B路(線2)顯示第二級(jí)運(yùn)放的輸出信號(hào)，可以看到運(yùn)放是從Vi=34．321 mV處開始退飽和，由表1知對(duì)應(yīng)溫度稍高于820℃，誤差較小，符合設(shè)計(jì)預(yù)期。
評(píng)論