一种基于锁相电路的基极驱动式恒温自动控制系统

本发明涉及一种自动控制系统，具体是指一种基于锁相电路的基极驱动式 恒温自动控制系统。

在工业生产过程中，很多时候都需要对生产环境的温度进行控制，使温度 保持在恒定的范围，从而提高生产效率和产品的质量。随着工业自动化的提高， 目前通常采用恒温自动控制系统来对温度进行控制。然而，现有的恒温自动控 制系统对生产环境的温度检测不够准确，导致其对温度控制的误差较大，达不 到恒温控制的标准，无法满足生产需求。

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误差大的缺 陷，提供一种基于锁相电路的基极驱动式恒温自动控制系统。

本发明的目的通过下述技术方案现实：一种基于锁相电路的基极驱动式恒 温自动控制系统，主要由控制芯片U，温度传感器Q，P极与控制芯片U的IS 管脚相连接、N极经电阻R5后分别与控制芯片U的DC管脚和SC管脚相连接 的二极管D3，正极与控制芯片U的TC管脚相连接、负极接地的电容C2，与温 度传感器Q相连接的信号放大电路，串接在信号放大电路和电容C2的负极之间 的基极驱动电路，与控制芯片U的IN管脚相连接的锁相电路，以及与控制芯片 U的SE管脚相连接的温度控制电路组成；所述锁相电路与信号放大电路相连接。

进一步的，所述基极驱动电路由三极管VT3，场效应管MOS，三极管VT4， 负极与场效应管MOS的栅极相连接、正极与信号放大电路相连接的电容C7，N 极经电阻R15后与三极管VT4的集电极相连接、P极经电阻R11后与场效应管 MOS的栅极相连接的二极管D7，串接在二极管D7的P极和三极管VT3的集 电极之间的电阻R13，正极与三极管VT3的集电极相连接、负极与二极管D7 的N极相连接的电容C8，一端与场效应管MOS的栅极相连接、另一端经电阻 R14后与场效应管MOS的源极相连接的电阻R12，以及P极与场效应管MOS 的源极相连接、N极与三极管VT4的基极相连接的二极管D8组成；所述电容 C8的负极与电容C2的负极相连接；所述二极管D7的P极接15V电压；所述 三极管VT3的基极与二极管D7的P极相连接、其发射极与场效应管MOS的漏 极相连接；电阻R12和电阻R14的连接点接地；所述三极管VT4的发射极接地。

所述锁相电路由放大器P3，三极管VT1，三极管VT2，一端与放大器P3 的正极相连接、另一端与信号放大电路相连接的电阻R7，串接在放大器P3的 正极和输出端之间的电阻R8，正极与放大器P3的正极相连接、负极接地的电 容C5，串接在放大器P3的负极和三极管VT1的发射极之间的电阻R9，P极与 三极管VT1的集电极相连接、N极与三极管VT2的基极相连接的二极管D5， 负极与三极管VT1的集电极相连接、正极与三极管VT2的基极相连接的电容 C6，以及N极经电阻R10后与三极管VT2的发射极相连接、P极与三极管VT1 的发射极相连接的同时接地的二极管D6组成；所述三极管VT1的基极与放大 器P3的输出端相连接；所述三极管VT2的集电极与控制芯片U的IN管脚相连 接。

所述信号放大电路由三极管VT，放大器P1，放大器P2，N极与放大器P1 的正极相连接、P极经电阻R1后与三极管VT的基极相连接的二极管D1，一端 与放大器P1的正极相连接、另一端接12V电压的电阻R2，串接在放大器P1的 正极和输出端之间的电阻R4，N极与放大器P1的正极相连接、P极与三极管 VT的基极相连接的二极管D2，负极与三极管VT的基极相连接、正极与放大器 P2的负极相连接的电容C1，以及串接在三极管VT的发射极和放大器P2的负 极之间的电阻R3组成；所述三极管VT的基极与温度传感器Q相连接、其集电 极与放大器P1的负极相连接、其发射极则与放大器P2的正极相连接；所述放 大器P2的负极接地、其输出端与电容C7的正极相连接；所述放大器P1的输出 端经电阻R7后与放大器P3的正极相连接。

所述温度控制电路由P极与控制芯片U的SE管脚相连接、N极经电阻R6 后接地的二极管D4，负极与控制芯片U的SE管脚相连接、正极与二极管D4 的N极相连接的电容C3，以及负极经电阻R6后与二极管D4的N极相连接、 正极经加热丝EH后与二极管D4的N极相连接的电容C4组成。

所述控制芯片U为MC34063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)本发明可以对温度传感器输出的温度信号进行处理，使控制芯片U能 够更好的将温度信号与其内部的基准信号进行比较，并准确的判定出被测对像 当前的温度情况，从而更准确的控制加热丝工作，提高本发明的温度控制精度。

(2)本发明可以对信号的相位进行锁定，防止信号的相位出现波动，提高 了本发明的稳定性。

(3)本发明启动速度快，且对信号处理和识别的速度也很快，可以第一时 间对温度进行控制。

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的锁相电路的结构图。

图3为本发明的基极驱动电路的结构图。

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，本发明主要由控制芯片U，温度传感器Q，P极与控制芯片U 的IS管脚相连接、N极经电阻R5后分别与控制芯片U的DC管脚和SC管脚相 连接的二极管D3，正极与控制芯片U的TC管脚相连接、负极接地的电容C2， 与温度传感器Q相连接的信号放大电路，串接在信号放大电路和电容C2的负极 之间的基极驱动电路，与控制芯片U的IN管脚相连接的锁相电路，以及与控制 芯片U的SE管脚相连接的温度控制电路组成；所述锁相电路与信号放大电路相 连接。为了更好的实施本发明，所述控制芯片U优选MC34063集成芯片来实现。

其中，所述信号放大电路由三极管VT，放大器P1，放大器P2，电阻R1， 电阻R2，电阻R3，电阻R4，电容C1，二极管D1以及二极管D2组成。

连接时，二极管D1的N极与放大器P1的正极相连接、其P极经电阻R1 后与三极管VT的基极相连接。电阻R2的一端与放大器P1的正极相连接、其 另一端接12V电压。电阻R4串接在放大器P1的正极和输出端之间。二极管D2 的N极与放大器P1的正极相连接、其P极与三极管VT的基极相连接。电容 C1的负极与三极管VT的基极相连接、其正极与放大器P2的负极相连接。电阻 R3串接在三极管VT的发射极和放大器P2的负极之间。

同时，所述三极管VT的基极与温度传感器Q相连接、其集电极与放大器 P1的负极相连接、其发射极则与放大器P2的正极相连接。所述放大器P2的负 极接地、其输出端与基极驱动电路相连接。所述放大器P1的输出端与锁相电路 相连接。

另外，所述温度控制电路由二极管D4，电容C3，电容C4，电阻R6以及 加热丝EH组成。连接时，二极管D4的P极与控制芯片U的SE管脚相连接、 其N极经电阻R6后接地。电容C3的负极与控制芯片U的SE管脚相连接、其 正极与二极管D4的N极相连接。电容C4的负极经电阻R6后与二极管D4的N 极相连接、其正极经加热丝EH后与二极管D4的N极相连接。

如图2所示，所述锁相电路由放大器P3，三极管VT1，三极管VT2，电阻 R7，电阻R8，电阻R9，电阻R10，电容C5，电容C6，二极管D5以及二极管 D6组成。

连接时，电阻R7的一端与放大器P3的正极相连接、其另一端与放大器P1 的输出端相连接。电阻R8串接在放大器P3的正极和输出端之间。电容C5的正 极与放大器P3的正极相连接、其负极接地。电阻R9串接在放大器P3的负极和 三极管VT1的发射极之间。二极管D5的P极与三极管VT1的集电极相连接、 其N极与三极管VT2的基极相连接。电容C6的负极与三极管VT1的集电极相 连接、其正极与三极管VT2的基极相连接。二极管D6的N极经电阻R10后与 三极管VT2的发射极相连接、其P极与三极管VT1的发射极相连接的同时接地。 所述三极管VT1的基极与放大器P3的输出端相连接。所述三极管VT2的集电 极与控制芯片U的IN管脚相连接。

如图3所示，所述基极驱动电路由三极管VT3，场效应管MOS，三极管 VT4，电阻R11，电阻R12，电阻R13，电阻R14，电阻R15，电容C7，电容 C8，二极管D7以及二极管D8组成。

其中，电容C7的负极与场效应管MOS的栅极相连接、其正极与放大器P2 的输出端相连接。二极管D7的N极经电阻R15后与三极管VT4的集电极相连 接、其P极经电阻R11后与场效应管MOS的栅极相连接。电阻R13串接在二 极管D7的P极和三极管VT3的集电极之间。电容C8的正极与三极管VT3的 集电极相连接、其负极与二极管D7的N极相连接。电阻R12的一端与场效应 管MOS的栅极相连接、其另一端经电阻R14后与场效应管MOS的源极相连接。 二极管D8的P极与场效应管MOS的源极相连接、其N极与三极管VT4的基 极相连接。

同时，所述电容C8的负极与电容C2的负极相连接；所述二极管D7的P 极接15V电压。所述三极管VT3的基极与二极管D7的P极相连接、其发射极 与场效应管MOS的漏极相连接。电阻R12和电阻R14的连接点接地；所述三 极管VT4的发射极接地。

工作时，温度传感器Q采用被测对像的温度信号并输出给后续电路，该温 度信号经过处理后输入控制芯片U内，控制芯片U将温度信号与其内部的基准 信号进行比较并判定出当前温度是否在设定温度的范围内，当温度低于设定温 度时，控制芯片调整其SE管脚输出的脉冲宽度，从而调整加在加热丝EH上的 电压，调节加热丝的加热功率，使生产环境的温度达到设定的范围，从而实现 恒温控制的目的。本发明可以对信号的相位进行锁定，防止信号的相位出现波 动，提高了本发明的稳定性。同时，本发明启动速度快，且对信号处理和识别 的速度也很快，可以第一时间对温度进行控制。

如上所述，便可很好的实现本发明。