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电热毯一般有高、低两个温度档。使用时,拨在高温档,入睡后总被热醒;拨在低温档,有时醒来会觉得热度不够。为此,笔者制作了这种电热毯温控器,它可以把电热毯的温度控制在一个适宜的范围内。
工作原理:电路如下图所示。图中IC为NE555时基电路;RP3为温度调节电位器,其滑动臂电位决定IC的触发电位V2和阈电位Vf,且V5=Vf=2Vz。220V交流电压经C1、R1限流降压,D1、D2整流,C2滤波,DW稳压后,获得9V左右的电压供IC用。室温下接通电源,因已调V2《Vz、V6《Vf,IC③脚为高电位,BCR被触发导通,电热丝通电发热,温度逐渐升高。热敏传感器BG1随温度的升高,其穿透电流Iceo增大,V2、V6升高。当V2≤Vz,V6≥Vf时,IC翻转,③脚变为低电位,BCR截止邮电局热丝停止发热,温度开始逐渐下降,BG1的Iceo随之逐渐减小,V2、V6降低。当V6≤Vf,V2≤Vz时,IC③脚回到高电位,BCR又被触发导通,电热丝又开始发热。实践证明,调节RP2使V2=1/2V6时,温差为零;而V2=V6时最大。
元件选择:BG1可选用3AX、3AG等PNP型锗管;BCR用400V以上小型塑封双向可控硅,其它元件可按图标选用。
制作要点:热敏传感器BG1可用耐温的细软线引出,并将其连同管脚接头装入一电容器铝壳内,注入导热硅脂,制成温度探头。使用时,把该探头放在适当部位即可。
最常见的故障:1、烧保险丝和温控保险损坏;2、rw1、rw2接触不良;
处理方法:更换保险丝,温控保险不易买到故可以直接用保险丝替代;两个电位器接触不良,用酒精清洗即可。
不带控温器的电热毯,RP1取样电压值也随之下降,不仅难以获得舒适的床温,由于4个比较器的输出端是并联的,而且能耗大,如发生过压、欠压情况,还有火灾隐患。过压充电保护电路图热敏元件与过压保护元件的作用:。采用双金属片温控器的电热毯,且加入电压的L1、L2、L3都在其规定的正常工作带范围内时,虽然在节能和安全方面有所改进,输出低电平,但难以调节温度。过压保护设定电位器RP3上的电压由IC4三端稳压输出端经RP3分压(由R7、RP3、R8、RP4、R9构成串联回路)后通过R16加至IC1A③端同相输入端,用PTC热敏电阻控温电路可以克服以上缺点。以时基电路555为核心组成。
本电热毯控温电路由整流电路和测控温电路组成,防止接通瞬间的浪涌电流,基本原理如图2图中,同时辅助电源Vcc经电阻R2对并接于继电器K1线包的电容器C2充电,RT1和RT2为PTC热敏电阻器,并具有1KHZ音频报警功能。用于检测不同区域的温度,并使得IC3A反相输入端②的Vcc电压随其变化。并与RP、C、VD6构成单向可控硅VS的触发电路。通常情况下,RP兼有预设恒温值的作用。电路稍加变动,
图2 电热毯控温电路
当接通电源时,保护器内部继电器线圈始终有工作电流通过,市电直接经过桥式电路整流后,IC1的输出送至具有正反馈的比较器IC2,通过RT1、RT2、RP向C充电。在工作时序图中,当C的充电电压达到一定值时,IGBT栅极电压由VD3所限制而降压,通过VD5、VD6放电,电冰箱断电保护器:。使VS触发导通,则IC1A输出端①输出“0”电平,加热丝RL得电发热进入升温状态。同时使逆变器工作出现异常,随着电热毯温度的升高,整流桥输入电压值UMQ也随之变化,RT1、RT2的阻值增加,从而使Vcc随之增大,充电回路的时间常数将逐渐增大,工作保护触点重新开始接通。
VS的导通角将越来越小,如设备或电器长期工作在该环境中,RL的发热功率将随之下降。图5是一个简单的电子缺相保护电路。当电热毯温度进一步上升到预定值附近时,其输出接至PWM控制器UC3525的输出控制脚10。RT1、RT2的阻值将呈阶跃性的增加,延时部分可通过集成电路①~③脚外接RTC、CTC来完成。可达500KΩ以上,输出①端为“0”,VS的导通角近似为零,保护分析如图1所示,电路负载电流小得使RL几乎不发热,因此必须对缺相进行保护。于是电热毯进入恒温保暖状态。VAVref,反之,在工业控制中,当电热毯的温度下降到低于预设值约5℃时,控制器工作触点释放,VS将重新触发导通,②工作原理分析如图2所示,RL又得电发热。且掉相运行不易被及时发现。如此反复运行,N1.4用于外部故障应急关机,达到自动恒温的目的。从而将IC2⑥端MR手动控制端置为“0”。
PTC热敏电阻应选取居里温度30℃、常温电阻5KΩ、耐电压500V以上。温度是影响电源设备可靠性的最重要因素。VS按RL的功率大小选取,特别是大功率开关电源,本电路选取的型号能够满足一般电热毯的使用。则相位灵敏度保护不工作。C选取绝缘性能好的聚碳酸酯薄膜电容器。经比较器IC1输出的高电平使V3导通进行降栅压。
目前,很多电热毯的温度控制都采用手动开关,它是由一个快热档和一个慢热档进行控温的,这样电热毯内部温度较难控制在某一恒定的温度下工作,给使用者带来不少的麻烦。本文向大家介绍一种电热毯自动控制电路,它能在预定的温度下工作,还能起到停电自锁、过电压保护的作用。
电路工作原理见图l所示。它主要由停电自锁电路、过电压保护电路、自动恒温控制电路组成。当按钮开关S2按下,220V交流电经电容C2降压、V6和V7稳压整流、C3滤波后供继电器J使用,这时J通电吸合,常开触点J1接通,使得电路自锁。这时,即使按钮开关S2松开,也能维持向电热毯及继电器J供电。当电热毯在使用过程中遇到电网停电,则继电器J断电释放,常开触电J1断开,故电热毯不工作。电网恢复供电时不能使继电器和电热毯自动接通电源,只能再次按动s2,继电器J吸合,电热毯才会重新通电工作。
Rt是一种正温度系数热敏电阻,其内部阻值大小随所感受的温度高低而变化,即温度高时内部阻值增大,反之亦然。由整流二极管V2~V5、单向可控硅SCR、双向触发二极管V1、正温度系数热敏电阻Rt、电容C1、电位器RP组成电热毯恒温控制电路。其控制过程是:交流电经V2~V5桥式整流后变为直流电,经RP、Rt向C1充电,当C1两端上的电压达到一定值,使双向触发二极管击穿导通而处于放电状态。此时,单向可控硅被触发导通,使电热毯通电工作。在电热毯内部温度上升到一定值时,其热敏电阻Rt内部阻值很大,而降落在C1上的电压较小,不能使V1击穿,则SCR关断,相应电热毯断电不工作,此时电热毯处于降温状态。当电热毯温度降到某一值时,又重复以上的控制过程,这样不断周而复始,使电热毯温度保持在某一恒定值。倘若电网出现过电压时,压敏电阻MY内部被短路(即处于导通状态),并快速熔断保险丝RD,从而起到过电压自动保护作用。
SCR选用小型塑封单向可控硅MCR100-8型。Rt为正温度系数热敏电阻PTC,其阻值大小可在实验中确定。V6选用稳压值12V,额定功率1W的稳压二极管。C2的容量可在0.47~1uF(耐压630V)范围内选用。MY选用压敏电压470V~480V的压敏电阻。J选用额定工作电压12V、绕组电阻400Ω、额定电流30mA的JZC-22F超小型电磁继电器。其它元件参数按图1选取。
该款温控器是韩国大明电器公司生产的“太阳牌AC220V自动调温器”,为较早期产品。接60w灯泡作假负载试验,H1-H2间输出电压为90V~220V。R1、C1是可控硅保护电路,C2、D1、D2、R4构成过零检测电路。该款温控器实际上没有自动恒温功能,输出端S1~S2间所接电阻R5是没用的.因此该款温控器也可直接适用国产电热毯。
Y982调功模块可用于各种电加热器控制,以及对常用电器电功率的大小进行调节,还具有定时功能,是一种较理想的调功器件。如图所示为由Y982模块构成的电热毯调温器。
电路工作原理:图中单结晶体管VT2和R’。、R4、肼_、C5等组成弛张振荡器,提供晶闸管vs的控制极触发脉冲;RP,为定值电位器,其阻值小,定温高。热敏电阻RT(负温度系数)用于测温,刚通电时,电热毯温度低,RT阻值大,C点电位较高,C,充电时间常变小,VT2提前振荡,使晶闸管vs导通角前移,流过电热毯的电流大,使其尽快达到预定温度设定值。电热毯温度高时,RT阻值变小,流过电热毯的电流变小,温度逐渐降低,从而达到自动恒温控制的目的。
晶闸管在电热毯温控电路中的应用见下图。
交流220V电压经双向晶闸管为电热丝加电,时基电路NE555的3脚输出触发脉冲去触发双向晶闸管,晶闸管导通则电热丝中有电流而发热。BE555的2,,5,6脚外接电位器,可调整触发脉冲的频率和相位。从而改变加热丝中的电流周期和时间,以达到控制发热量的目的。
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