一种应用于温度控制系统的恒流源加热电路
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对 该加 热 电路进行 了调 试 ， 将其应 用于 实际温度控制 电路 的测量 中， 得 到可靠 实验数据。
关键词 ： 恒 流 源 加 热 ； 温度 控 制 ；场 效 应 管 ； 负反 馈 中图分类号 ： Ｔ Ｎ ７ ０ ２ 文献 标 识 码 ： Ａ
随着科 学技术 的飞速发 展 ， 各种行业对 温控系统稳 定性
ＡＤ ８ ５ １ ２性 能稳 定 。 在 电路 中选用 场效 应管 Ｆ Ｄ Ｐ ４ ２ Ａ Ｎ １ ５ 电压 范围为 ２ Ｖ一 ４ Ｖ， 在 电路 中起 到恒
２ 场效 应 管恒 流原 理
恒流 源按照恒流器件不 同可以分为晶体管恒流 源 、 集成 电路恒 流源 、 场效应 管恒流源 Ｊ 。场效应管是一种 电压控制
图１ 所示 。
馈是指将输 出信号的一部 分或 者全 部通过 一定 的方式 回馈 给输入端进行 比较 ， 使净输入 量减小的反馈 。引入 负反馈有 很多优势 ， 它可 以提高 电路增益的稳定性 、 展宽通频带 、 减小非 线性失真 、 改变输入 电阻和输出电阻。除此之外 负反馈技术还 对抑制放大电路内部的温漂 、 噪声和干扰具有很好 的效果… 。 由于该加 热电路主要 是根据 控制 电路反 馈 回来 的 电压 信号来调节加 热丝的功率 ， 在 实验过程 中不可避 免的会有温 度 的变化 ， 而温度 的变化 容易引起放大器 内晶体 管参 数和其 静态工作 点的移动 ， 从而导致放 大器 的静态 输出 电压发 生缓 慢变化的现象 ， 因此引入负反馈 电路对此有较好的抑制效果 。
由图 １可以看到 ， 双运放采用 芯片 Ａ Ｄ ８ ５ １ ２ ， 其输 入失调 电压为 ４ ０ ０ Ｖ， 输 入失调 电流为 ２ ５ ｐ Ａ， 因此它 具有低 输入 失调电压 、 低 输 入失 调 电流 、 低输 入失调 电压噪 声 以及低输 入失调 电流噪声 的特 点。 由于 本实验 中所测得 的信 号是低 频微 弱信号 ， 因此选用低输入 失调电压以及 低输 入失调 电流 的放大器可 以减小放大器本身对输 出信号 的影响 ， 在实验 中
管子进入夹 断区 ， 漏 极 源 极 上 几 乎 没 有 电流 流过 。 因 此 只 要
要求也越 来越严格 ， 温度 控制 系统一 般 由温度 传感器 、 控 制 电路 以及 加热 电路构成一个 反馈 回路 ， 温度传感器将 测量得 到的温度信号转化 为电压信号 以后输入到控制 电路 ， 而控制 电路 的基本原理是通 过将 测量得 到 的温度信 号 与一个 标定 的温 度信 号进行 比较 ， 如果测量得 到的温度信号小于标 定 的 温度 信号 ， 则控 制电路驱动加热 电路对 设置于温度传感 器上 的加热丝进行 加热 ， 使温 度传 感 器测 量得 到 的温 度 信 号升
山西 电子 技 术 ２ ０ １ ４年 第 ４期
文章编号 ： １ ６ ７ ４ — ４ ５ ７ ８ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ４ ． ０ ｏ ｏ ７ — ０ ３
一
应 用 实践
种 应 用 于 温 度 控 制 系统 的 恒 流 源加 热 电路
蔡 璇
（ 中北 大 学 信 息探 测 与 处理技 术研 究所 ， 山西 太原 ０ ３ ０ ０ ５ １ ）
高， 反之则 加热 电路停止 加热 ， 因此加热 电路 的好 坏对 整个 控制 系统有着重要 的作 用 ， 本文 主要介 绍 了一种应用 于温度 控 制系统 的恒流源 加热电路 。
让场效应管 工作 在恒流区 ， 就 能实 现恒 流 。
３ 恒 流源 加热 电路 原理
在前期设计 中采用双运放构成负反馈 回路 ， 驱动场效应
存 在反馈 ， 因此 开环 电路 中只有输入 量控制 输 出量 ， 而没有 输 出量再 返 回来影响系统控制作用 的能力 ， 因此开环电路 的 抗扰能 动性 差 ， 静态稳 定性差 ， 在 实验 中栅 极总是 处 于饱和 状 态。为了得到更为准确 的数据 ， 对 电路做 了一定 的改进 。 改进 的 恒 流源 加 热 电 路 由双 运 放 Ａ Ｄ ８ ５ １ ２、 场效 应 管 Ｆ Ｄ Ｐ ４ ２ Ａ Ｎ １ ５ Ａ ０ 、 以及仪表运放 Ａ Ｄ ６ ２ ０组成 ， 具体 电路图如下
摘
要： 主要 介 绍 了一 种 应 用 于 温 度 控 制 系统 的 恒 流 源加 热 电 路 ， 根 据 负反 馈 原 理 以及 场 效 应 管 恒 流 原 理 设
计 出一种基 于场效应 管的恒流源加热 电路 。重点从 电路 构成 、 工作 原理 以及芯 片选型等 方 面对 电路作 了分析 ， 并
置采样点来测量采样 电流 。场 效应管在 使用过 程使 用不 当 容易击穿损坏 ， 尤其是在焊接当 中需要注意烙铁温度需要 断 电以后再进行焊接 ， 焊接 时需要 先焊接 源极 ， 以此再 焊接漏 极 以及栅极 ， 并且在电路板布线时需要注意 ， 源极 电流大 ， 需 要采用粗短线分 布。 在改进 的 电路 中用 仪 表运 放 Ａ Ｄ ６ ２ ０作 为 电压 比较 电 路， 使 得电路更为简化 ， 而且仪 表放大 器 比普 通 的差 分 电路
管， 加 热 丝 两 端 的 电压 经 过 分 压 后 分 别 通 过 两 个 电压 跟 随 器 作 比较然后 经过放大后输出 ， 双运放输 出管脚直接 与场效应
管 的栅 极连接 ， 是开 环电路 ， 开环 电路 的输 出端 与输入 端不
ｌ 深度 负反 馈
在恒流源加热 电路中应用双运放构 成负反馈 电路 ， 负反
器件 ， 控制端输 入电流很小 ， 因此它的输入 电阻非 常高 ， 而且 场效 应管利用多数载 流子 导电 ， 因此 它的温 度稳 定性 很好 ， 栅极 几乎不取电流 ， 非常适合作恒流源 的调整管。 本文所介绍 的恒流源加 热 电路 中应 用 的是 Ｎ沟道增 强
流源的作用 ， Ｎ沟道场效应管 的主要特点是 电流 方向是从漏 极到源极 ， 因此 电路中漏极 作为加 热丝一 端 电压 ， 在 源极设
