電路老化試驗箱恒溫控制系統的設計

0 引 言
目前，各種電子產品應用于我們日常生活的方方面面，但是所有的電子產品都有一定的使用壽命，會隨著使用時間的推移逐漸老化電路測試實驗箱被廣泛采用，在恒溫箱溫度控制系統中，一般基于單片機設計，其執行器一般采用可控硅模塊，控制算法采用雙位控制方法、模糊控制方法、傳統：PID控制方法、模糊PID控制方法等。采用可控硅模塊作為執行機構電路實現比較復雜，并且系統可靠性難以保證。采用雙位控制方法控制精度比較粗糙，簡單模糊控制方法控制精讀同樣不能保證。對于具有大時滯特性的溫度控制系統，傳統PID控制和模糊PID控制方法都存在參數難以調整的缺點。基于以上分析，本文提出基于固態繼電器和自整定PID算法的單片機恒溫控制系統，具有電路簡單可靠并且控制精度高的特點。

1 固態繼電器的分類及其工作原理
1．1 固態繼電器分類
固態繼電器(solid state relay，SSR)是用分離的電子元件、集成電路或芯片，及混合微電路技術結合發展起來的一種具有繼電器特性的無觸點電子開關。SSR具有輸入控制電壓低、驅動電流小、無觸點、電磁干擾小、絕緣耐壓高、耐腐蝕、抗干擾能力強、壽命長、可靠性高等特點。
按負載電源的類型不同可將SSR分為交流固態繼電器(AC－SSR)和直流固態繼電器(DC－SSR)。按AC－SSR的控制觸發方式不同，又可分為隨機導通(P)型和過零觸發(Z)型兩種。P型AC－SSR是當控制信號輸入后能立即導通，在負載電流過零時關斷，因此在導通瞬間可能產生較大的干擾。Z型AC－SSR則是當控制信號輸入后，在交流電源經過零電壓附近時導通，其關斷條件與P型相同，故干擾很小。
1．2 固態繼電器的工作原理
由于Z型AC－SSR具有干擾小的特性，故在此選用Z型AC-SSR作為恒溫箱溫度控制系統的執行器，并以圖1為例介紹其工作原理。

電路由信號輸入電路、零電壓監測系統、工作指示電路、雙向可控硅控制電路和吸收電路組成。光電耦合器GD作為輸入電路和輸出電路之間的隔離元件，VD防止Vin正負接反燒壞GD。VT為反相器，SCR為單向可控硅，BR為雙向整流橋，TR為雙向可控硅。R7和C1組成浪涌吸收網絡，以吸收電源中帶有的尖峰電壓或浪涌電流，防止對開關電路產生沖擊或干擾。