如何通过R10电位器线性改变VRF的电压值

如何通过R10电位器线性改变VRF的电压值

参考电压，决定目标温度值

差分信号放大及温度零点校准

遇到这种情况经典减法电路通常采用两个运放做输入级差分后再加一级运放做减法，采用本电路后可减少一级运放具有一定的借鉴意义。我设计这个电路的初始依据是：

根据传统减法电路之所以要将VT+做分压处理是为了在减法推导公式里面制造一个特殊情况使某些多项式可以合并这样才能把公式最终化简为K（VT+ - VT-），我的想法也很简单：如果不给VT+分压，能不能给VT-做适当的处理最后同样使多项式合并得到K（VT+ - VT-）的目的呢？通过虚短定理列出VT+，VT-，VT三者关系的表达式，化简来化简去最后得出需要把VT-放大（220+220+2.2）/220倍同样可以得到K（VT+ - VT-）的结果，不过K的数值是经典电路的2倍。

下面我给大家论证一下这个电路的工作原理：

U1C的8脚电压为VT-（220+220+2.2）/220（代式1），交代一下R39，R40，R18，R41这一块电路理论上必须是一个恒压电路，通过R18可改变R42左边的电压值这个电压值我叫他VF。虚短定理U1D13脚电压等于VT+，好了交代完毕，

输出VT=220*［（VT+ - 代式1）/2.2 + （VT+ - VF）/2.2］+ VT+；

将代式1代入后算得结果：VT=［（2.2+2*220）/2.2］ *（VT+ - VT- ） - 220VF/2.2;说实话本来是想实现K=K1的，但是VF那一路电路会更加复杂在此暂不做讨论。

PID运算电路

有了上面的VT和VRF信号现在可以做PID算法了！其中Vout为PID运算结果。分析之前先交代一下： 1.R9左边为比例输入电压为VT；

3.R2左边为积分输入电压为 i ，i 等于Vout的积分，积分时间由R1，R12，C2决定。D11为稳压管限制 i 的范围为（VRF-4.3）~（VRF+0.7），限制积分的范围可加速进入恒温状态，积分完成后 i =VRF-Vout。

将两个代式合并后：Vout=510K*［VRF-VT）/100K +（VRF-i ）/510K +（VRF-d ）/10K］+VRF;

等式变换后：Vout=5.1（VRF-VT） +Vout（积分）+51（VRF-d ）+VRF;

其中：

1.比例P=（VRF-VT） ，5.1为比例系数；

2.积分I=Vout（积分）；

3.微分D=（VRF-d ），51为微分系数；

注意当进入恒温后d=VRF，此时去掉积分后Vout应该为零，得：5.1（VRF-VT） +51（VRF-d ）+VRF=0

d=VRF代入后：5.1（VRF-VT）=-VRF 得：VT=6.1VRF/5.1，6.1VRF/5.1为恒温时的目标温度VT值！！！

得到Vout信号后还要输入下一级电路，根据Vout的大小改变加热开关的占空比：

1. R24对地电压=12V*7.5/（10+7.5）=5.14V；

2. C10的对地电压随着充电的进行逐渐上升在这个电压远低于12V前这个上升过程近似于线性上升，如对线性度有比较严格的要求可以考虑将R20替换为一个恒流电路。

当C10的电压充到略高于5.14V时，U5B比较器翻转7脚输出高电平，此时Q8饱和——R24电压被拉至1V左右，振荡稳定后这个1V的电压其实就是C10周期性充放电的充电起始电压。由于Q3的发射极并非直接接地而是接同步信号“SYNC”，在同步信号（低电平脉冲）到来之前C10还将继续充电，直到同步脉冲到达Q3发射极C10瞬间放电至1V左右U5B 7脚输出低电平C10由放电转为充电，U5B 6脚电压上升到5.14V开始新一轮的充电周期。同步电路如下图所示：

市电零点同步电路

同步电路的作用为：在市电上升或下降过零点时输出低电平脉冲，脉冲宽度由C14，C19，R29，R33参数决定。这样可以使锯齿波振荡波形与市电同步，这样做可以保持输出功率 在不同控制周期中的均衡性，也就是当Vout的电压恒定为一个值后加热功率也能稳定在一个数值。 脉宽调制部分：Vout与C10的充电锯齿波进行比较，当C10充电电压低于Vout时U5A输出高电平，充电电压高于Vout输出低电平。因此控制Vout的高低就可以线性控制输出高电平的宽度从而达到脉宽调制的目的。R37，R38使在U5A比较器电平翻转时 3脚（同相端）形成一个比较小的电压缓冲区间，这样可以锁定翻转，不会在翻转时由于Vout电压的纹波出现U5A输出抖动。后面才想到R37替换为一个电容更好，否则3脚与Vout电压之间总是会存在一个压差。R37换为电容后3脚电压只在U5A输出翻转的瞬间3脚才会与Vout电压存在压差。R37电容与R38电阻的充放电时间参数要尽量短否则会影响整体电路的正常工作。