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IC_3A（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。