节省能源的温度控制器

考虑到电费很高，用比例式温度控制器替换传统的开关温度控制通常能省电省钱。图1 示出一种供家庭热水器用的廉价高效率时间比例式温度控制器。一块 Analog Devices公司生产的ADT14型集成电路IC1兼有温度传感器、四个设定点可编程模拟温度监视器和控制器三种功能。电阻器 R1、R2、R3、R4 和 R5分别调整SETP1、SETP2、SETP3和 SETP4四个设定点所需的温度，IC1 将内部传感器测出的实际温度与之比较。ADT14的低电平有效集电极开路输出端驱动IC2的输入端口A。 IC2是Motorola公司或Freescale公司生产的68HC908QT4型8位微控制器，具有4k字节内存、128字节RAM和一个片上时钟振荡器。 　　在这里点击就可下载包含Listing 1的文件，Listing又包含有注释的汇编语言软件。此软件载入微控制器的闪存后，就会提供时间比例控制算法。当 IC1 的 OUT1、OUT2、OUT3 和OUT4四个输出端均无效时，IC2将其输出PTA4切换到全导通状态（100% 占空比），实现最大加热。文件中的Listing 2包含该软件的汇编版本，Listing 3则提供对 IC2编程的十六进制代码。 　　当IC1的OUT1输出有效时，IC2在PTA4 上产生75% 占空比的输出。以此类推，当IC1 的OUT2输出有效时，IC2在PTA4上产生50%占空比的输出；当 IC1的OUT3输出有效时，IC2在PTA4上产生25% 占空比的输出；当IC1的 OUT4输出有效时，IC2使PTA4 的输出无效，产生全关断状态(0% 占空比)。表1概括了IC2的输入与输出占空比之间的关系。 　　为尽量减少元件数量，IC2的内部振荡器产生一个 12.8 MHz时钟信号，经分频产生一个采样脉冲，其基本宽度为0.1秒，代表输出导通时间的1%。一个输出周期包括 100 个采样脉冲，代表10秒的总脉冲宽度。因此，要获得25% 的占空比，IC2的输出 PTA4 就产生 2.5 秒导通间隔，以及随后的一个 7.5 秒关断间隔。集电极开路的六反相器IC3A（74LS06）驱动光耦合器IC4（MOC3043），IC4有一个内部过零电路和主控可控硅。功率 可控硅 Q1（TIC263M 其额定电压为 600V ，额定电流为25A），控制对热水器2kW电阻加热元件的供电。为达到最佳效果，要IC1与热水器的内箱保持紧密的热接触。