基于運放退飽和的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計
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基于以上設(shè)計思路，設(shè)計出一套由兩級運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勢，經(jīng)第一級運放放大后與溫度控制信號Vcon進行差值運算后經(jīng)第二級放大輸出。當熱電偶反饋信號小于Vcon時，第二級運放飽和輸出，555電路輸出脈沖占空比最大，從而IGBT導通時間最長，電爐加熱功率最大。當熱電偶反饋信號超過Vcon時，第二級運放開始退飽和，輸出減小，555電路輸出占空比減小，IGBT導通時間變短，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Vcon與Rf、R2的值來改變，電路簡單實用，便于調(diào)整。
2 數(shù)據(jù)分析與仿真
為了驗證電路設(shè)計參數(shù)以及與實際電路的運行結(jié)果進行對照，利用Multisire仿真軟件對電路進行了仿真測試。電路采用K型鎳鉻一鎳硅熱電偶進行反饋，K型鎳鉻-鎳硅熱電偶分度表如表1所示。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/159596.htm
仿真中，設(shè)定900℃為溫度期望值，使運放在820℃時開始退飽和，查表1可知820℃時熱電偶反饋電動勢為34．095 mV，通過調(diào)整、Rf及R2使設(shè)定溫度為此值對應(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(低頻)來模擬熱電偶反饋信號，正弦信號幅度為45 mV，即反饋信號Vi在0～45 mV周期性變化，查表1可知，相當于電爐溫度是在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，B路(線2)顯示第二級運放的輸出信號，可以看到運放是從Vi=34．321 mV處開始退飽和，由表1知對應(yīng)溫度稍高于820℃，誤差較小，符合設(shè)計預(yù)期。
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