电热毯的温度控制

电热毯，又名电褥，是一种接触式电暖器具，它将特制的，绝缘性能达到标准的软索式电热元件呈盘蛇状织入或缝入毛毯里，通电时即发出热量。主要用于人们睡眠时提高被窝里的温度来达到取暖的目的。还可用于被褥的去潮除湿。它耗电量少、温度可调节、使用方便、使用广泛，已有100多年的历史。

电热毯的两种结构类型

①不带信号线型：用于普通型电热毯。使用的电热合金丝有直线状的，但更多的是呈螺旋状缠绕在耐热芯线上，外面涂覆一 层耐热树脂。

②带信号线型：用于调温型电热毯中。线芯用玻璃纤维或涤纶丝编成，上面缠绕着柔韧可挠的电热合金丝（或箔带），外面包覆一层尼龙感热层或特种塑料感热层，再将一种铜合金信号线绕在感热层外，最外面涂覆一层耐热树脂。当电热毯上任一点处的温度超过预定值时，该处相应的电热丝上的感热层即由绝缘体变为良导体，使控制电路接通，电热毯断电，达到控温和安全防护的目的。

采用不带信号线型电热元件的普通型电热毯，如要实现控温，一般设有两类控温元件：一类是过热安全恒温器，每床电热毯约需8～9个，串联在电热元件上，起安全防护作用；另一类是恒温器控制器，设在床头或手边，起调节温度 的作用。采用带有信号线的电热元件的电热毯仅需恒温控制器。

目前，很多电热毯的温度控制都采用手动开关，它是由一个快热档和一个慢热档进行控温的，这样电热毯内部温度较难控制在某一恒定的温度下工作，给使用者带来不少的麻烦。

电热毯的工作原理

用于调温型电热毯中。线芯用玻璃纤维或涤纶丝编成，上面缠绕着柔韧可挠的电热合金丝（或箔带），外面包覆一层尼龙感热层或特种塑料感热层，再将一种铜合金信号线绕在感热层外，最外面涂覆一层耐热树脂。当电热毯上任一点处的温度超过预定值时，该处相应的电热丝上的感热层即由绝缘体变为良导体，使控制电路接通，电热毯断电，达到控温和安全防护的目的。采用不带信号线型电热元件的普通型电热毯，如要实现控温，一般设有两类控温元件：一类是过热安全恒温器，每床电热毯约需8～9个，串联在电热元件上，起安全防护作用；另一类是恒温器控制器，设在床头或手边，起调节温度的作用。采用带有信号线的电热元件的电热毯仅需恒温控制器。

电热毯温控器电路（一）

如图所示是由时基电路NE555、交流开关控制器件BCR、温度调节电位器、稳压二极管等构成的电热毯温控器。一般电热毯有高温、低温两挡。本电路是一种电热毯温控器，可以把电热毯的温度控制在一个合适的范围。

电热毯控制电路

工作原理：

电路如图所示。图中IC为NE555时基电路。RP3为温控调节电位器，其滑动臂电位决定IC的触发电位V2和阀电位Vf，且V5=Vf=2Vz。220V交流电压经C2．R2限流降压，D1、D2整流、C1滤波，DW稳压后，获得9V左右的电压供NE555时基电路使用。RP1为温控调节电位器，其滑动臂电位决定NE555触发电位V2和阀电位Vf，且V5－Vf－2Vz。室温下接通电源，因已调V2≤Vz、V6≥Vf时，NE555翻转，3脚变为低电平，BCR截止，电热丝停止发热，温度开始逐渐下降，BG1的ICEO随之逐渐减小，V2、V6降低。当V6《VF，V2≤VZ时，IC的3脚电位回到高电位，BCR又触发导通，电热丝又开始发热。实际证明，调节RP2使V2=12V6时，温差为零；而V2=“V6时最大。

元件的选择：BG1可选用3AX、3AG等PNP型锗管：BCR用400V以上的小型双向可控硅。

注：V2、V5、V6为NE555电路2、5、6脚电压。

制作要点：热敏传感器BG1可用耐温的细软线引出，并将其连同管脚接头装入一电容器铝壳内，注入导热硅脂，制成温度探头。使用时，把该探头放在适当部位即可。

电热毯温控器电路（二）

彩虹牌1329a电热毯温控电路图

最常见的故障：1、烧保险丝和温控保险损坏；2、rw1、rw2接触不良；

处理方法：更换保险丝，温控保险不易买到故可以直接用保险丝替代；两个电位器接触不良，用酒精清洗即可。

电热毯温控器电路（三）

目前，很多电热毯的温度控制都采用手动开关，它是由一个快热档和一个慢热档进行控温的，这样电热毯内部温度较难控制在某一恒定的温度下工作，给使用者带来不少的麻烦。本文向大家介绍一种电热毯自动控制电路，它能在预定的温度下工作，还能起到停电自锁、过电压保护的作用。

电路原理介绍

电路工作原理见图l所示。它主要由停电自锁电路、过电压保护电路、自动恒温控制电路组成。当按钮开关S2按下，220V交流电经电容C2降压、V6和V7稳压整流、C3滤波后供继电器J使用，这时J通电吸合，常开触点J1接通，使得电路自锁。这时，即使按钮开关S2松开，也能维持向电热毯及继电器J供电。当电热毯在使用过程中遇到电网停电，则继电器J断电释放，常开触电J1断开，故电热毯不工作。电网恢复供电时不能使继电器和电热毯自动接通电源，只能再次按动s2，继电器J吸合，电热毯才会重新通电工作。

Rt是一种正温度系数热敏电阻，其内部阻值大小随所感受的温度高低而变化，即温度高时内部阻值增大，反之亦然。由整流二极管V2～V5、单向可控硅SCR、双向触发二极管V1、正温度系数热敏电阻Rt、电容C1、电位器RP组成电热毯恒温控制电路。

其控制过程是：交流电经V2～V5桥式整流后变为直流电，经RP、Rt向C1充电，当C1两端上的电压达到一定值，使双向触发二极管击穿导通而处于放电状态。此时，单向可控硅被触发导通，使电热毯通电工作。在电热毯内部温度上升到一定值时，其热敏电阻Rt内部阻值很大，而降落在C1上的电压较小，不能使V1击穿，则SCR关断，相应电热毯断电不工作，此时电热毯处于降温状态。当电热毯温度降到某一值时，又重复以上的控制过程，这样不断周而复始，使电热毯温度保持在某一恒定值。倘若电网出现过电压时，压敏电阻MY内部被短路（即处于导通状态），并快速熔断保险丝RD，从而起到过电压自动保护作用。

电热毯温控器电路（四）

该款温控器是韩国大明电器公司生产的“太阳牌AC220V自动调温器”，为较早期产品。接60w灯泡作假负载试验，H1-H2间输出电压为90V～220V。R1、C1是可控硅保护电路，C2、D1、D2、R4构成过零检测电路。该款温控器实际上没有自动恒温功能，输出端S1～S2间所接电阻R5是没用的．因此该款温控器也可直接适用国产电热毯。

电热毯温控器电路（五）

该温控器可无级调节电热毯温度，性能优良，控制输出功率为100W，若随之废弃很可惜，试改动线路可配用国产电热毯。

原机输出端接220V60W灯泡假负载试验最高温状态max=50V、max=120V。要想配用国产电热毯就必须设法提高输出电压。将机内微调电位器调为0Ω（最高温状态），输出电压Vmax=80V、max=190V，输出电压还是低了些。试在1R7上并接1kΩ左右电阻，输出电压升高到Vmax=90V、max=215V，此时灯泡很亮，灯丝颜色为耀眼白色，与接在220V线路上亮度几乎一样。改接国产双人电热毯（直流电阻为800Ω）试验，5分钟就正常发热，改装成功。

再接上国产单人电热毯（直流电阻为1kΩ）试验，调在最高温状态也热得慢，并始终为低温状态，是因阻值过大而功率过小，缺失高温功能。缺失高温功能的真正原因是温控器输出的215V电压不是纯交流电压，是在90V直流电压上叠加半波交流电压，即交流电压（），并且有方向性、单方向导通，推算交流电压为120V～150V左右。配用阻值低的负载还可以，。配用高阻值负载输出功率就要大打折扣。为解决这个问题，安装一只高、低温转换开关。需用高温时，电热毯直通220V电源，电热毯速热，温度不可调；选用低温挡时，温控器工作可调温。高、低电路同样适用双人电热毯。若电热毯阻值在500Ω左右，可以不用高、低温开关。

原机温控器有恒温功能，配用国产电热毯后没有恒温功能，但总比国产电热毯只有高、低二挡固定控温要好，并消除了国产电热毯在低温挡时不能调温因过热让人难受的状况。

温控器改动部分电路见附图中虚线和画&TImes;处所示。

电热毯温控器电路（六）

本电路是采用555时基集成电路和很少的外围元件组成的一个温度自动控制器。因为电路中各点电压都来自同一直流电源，所以不需要性能很好的稳压电源，用电容降压法便能可靠地工作。电路元件价格低、体积小、便于在业余条件下自制。该电路制作的温度自动控制器可用于工业生产和家用的电加热控制，效果良好。

一、电路工作原理

电路原理如图1所示。

图1 采用555时基电路的简易温度控制器电路图

当温度较低时，负温度系数的热敏电阻Rt阻值较大，555时基集成电路（IC）的2脚电位低于Ec电压的1/3（约4V），IC的3脚输出高电平，触发双向晶闸管V导通，接通电加热器RL进行加热，从而开始计时循环。当置于测温点的热敏电阻Rt温度高于设定值而计时循环还未完成时，加热器RL在定时周期结束后就被切断。当热敏电阻Rt温度降低至设定值以下时，会再次触发双向晶闸管V导通，接通电加热器RL进行加热。这样就可达到温度自动控制的目的。

二、元器件的选择

电路中，热敏电阻Rt可采用负温度系数的MF12型或MF53型，也可以选择不同阻值和其他型号的负温度系数热敏电阻，只要在所需控制的温度条件下满足Rt＋VR1＝2R4这一关系式即可。电位器VR1取得大一些能获得较大的调节范围，但灵敏度会下降。双向晶闸管V也可根据负载电流的大小进行选择。其他元件没有特殊要求，根据电路图给出参数来选择。

三、制作和调试方法

整个电路可安装在一块线路板上，一般不需要调试，时间间隔为1.1R2&TImes;C3，应该比加热系统的热时间常数选得小一些，但也不能太小，否则会因为双向晶闸管V急速导通或关闭而造成过分的射频干扰。安装调试完后可装入一个小塑料盒内，并将热敏电阻Rt引出至测温点即可。

电热毯温控器电路（七）

此温度控制器电路图的温度控制范围为5～95℃，可广泛应用于工业生产及科研方面的温度自动控制。

温度控制器电路图

元器件选择

R1～RIO均选用1／4W金属膜电阻器或碳膜电阻器，R2和R3的精度应为为±1％。RP1～RP3均选用线性电位器。C1和C2均选用耐压值为25V的铝电解电容器；C3选用独石电容器或涤纶电容器。YD选用1N4001或1N4007型硅整流二极管。VS选用1W、6V左右的硅稳压二极管，例如1N4735等型号。VL1和VL2均选用φ5mm的发光二极管，VL1为红色，VL2为绿色。UR选用1A、50V的整流桥堆，也可用4只1N4001桥接后代替。V1选用MTS-102型晶体管式温度传感器（也可用负温度系数的热敏电阻器代替）；V2选用S8550或3CG8550型硅PNP晶体管。IC1选用LM324型四运放集成电路；IC2选用7809型三端稳压集成电路。K选用JRX-13F型9V直流继电器。KM选用线圈电压为220V的交流接触器，其触头电流容量应根据EH的实际功率来选择。PV选用100mV的电压表。T选用3～5W、二次电压为12V的电源变压器。S选用5A、220V的交流电源开关。EH的功率应根据实际应用来选择。

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音频信号放大器电路图（一）

如图所示。本音频信号放大器主要用于频带为300Hz～3400Hz范围内，它可广泛用于通讯机中的公务联络，也可用于小型音响、收录机、收音机放大，以及其它音频故障接收信号。

工作原理

电路原理如图所示。本放大器由三极管VT1、VT2、VT3、变压器T1、T2及相关元件组成。微弱的信号ui由输入变压器T1，感应的信号送到前置放大器VT1的基极进行放大，其集电极将放大信号送到变压器T2，T2的作用能使单端变成双端，则T2的次级绕制的两组分别送至由三极管VT2和VT3组成的单端推换式放大电路，工作于甲乙类状态。经耦合电容C5、C6送到扬声器BL，BL发出放大后的音频信号。

音频信号放大器电路图（二）

音频信号放大器电路图（三）

用LM3886制作了一款功放电路，用DVD机试听时，总感到声音效果不如人意，响度也达不到标称功率效果。虽经多次调整电路参数（包括提升了电源电压），但收效甚微。

后来看到有关刊物介绍LM3886放大倍数偏小，需要有足够幅度的激励信号，才能收到较好的效果。为此，选用“运放之星”NE5532制作了一款前置放大电路加在功放输入端，再次试听，音效、响度明显得到了改善。现将制作的前放电路介绍如下：

图1  前放电路的直流伺服电源电路

图1为前放电路的直流伺服电源电路，给前放电路提供稳定的±12Ｖ电源。稳压电路采用三端集成稳压块，并且使用一片NE5532构成伺服电路，实现对输出电压的实时跟踪与调整。

图2  前置放大电路

图2为前置放大电路，电路采用了“运放之星”NE5532构成同相比例运算放大电路，其放大倍数为5倍左右（主要由R9、R7、R10、R8决定），C15、C16在电路中具有提升高音频信号的作用。J1接环变的双12Ｖ输出端，J2为信号输入端，J3为信号输出端（接功放输入端）。

图3  NE5532优质前放PCB

图3为印刷电路板图，图4为元件布置图。具体安装时，可将此电路板安装在功放箱中靠近背面的附近。通孔，并经过J2（双信号插座）接音源。

本电路也适用于其他音源幅值较小的组合系统作为功放的前置放大。

音频信号放大器电路图（四）

晶体管音频信号放大器

所示是小型录音机的音频信号放大器，话筒信号经电位器RP1调整后加到晶体管VT1的基极，R4接在VT1的发射极作为电流负反馈电阻器稳定直流工作点，C3为去耦电容器使VTI交流增益提高，音频信号经三级放大后加到变压器TI的初级线圈上。VT3的集电极输出经Ri8、Cl6反馈到VT1的基极t用以改善放大器的频率特性。该放大器的输出采用变压的方式可以补偿高频信号。电路由3V低压供电，使用2节电池即可，具有耗电少的特点。

音频信号放大器电路图（五）

第一级为差分放大电路，T1和T2、T3和T4分别构成复合管，作为差分放大电路的放大管;T5和T6组成镜像电流源作为T1和T3的有源负载;差分输入信号分别从T1和T3管的基极输入，从T4管的集电极输出，为双端输入单端输输出差分电路。采用电流源作有源负载，可使单端输出电路的增益近似等于双端输出的增益。

第二级为共射放大电路，T7为放大管，采用恒流源作有源负载，以提高本级的电压放大倍数。

第三级中的T8和T9复合成PNP型管，与NPN型管T10构成准互补输出级。二极管D1和D2为输出级提供合适的偏置电压，可以消除交越失真。

引脚2为反相输入端，引脚3为同相输入端。电路采用单电源供电，故为OTL电路。输出端（引脚5）需要通过电容连接负载。

电阻R7从输出端连接到T4的发射极，形成反馈通路，并与R5和R6构成反馈网络，构成深度电压串联负反馈，稳定整个电路的电压增益。

图3  由LM386构成的音频放大电路

由LM386可以很方便地构成音频放大电路，图4电路所需的元件最少，电压增益为20dB，图5所示电路的电压增益最高可达200dB。

图4  放大器增益=20（最少元件）

图5  放大器增益=200

音频信号放大器电路图（六）

同相音频放大器原理图

工作原理如图所示：输入的音频微弱信号经电容cl耦台到前髓运霄放大器A的1脚进行放大．其@脚送出的信号与两个并联对称、平衡的功放三极管VTl、VT2射极同相输出。

其中，c2、R4、RP构成负反馈电路，以提高输出信号波形的稳定性。c3为补偿高频电容。C4、c5为电源交流分量滤波电容。电阻R8～Rlj为三极管vTl、vT2的偏置电阻。低频端距响好坏取决于输出端电容量C8、c9的容量大小，同时也起隔直作用，调节电位器RP可调增益达10dB以上。

音频信号放大器电路图（七）

使用运放推动的A类耳机放大器电路图

电路图见图一，耳机右路元件的标号是在左路元件标号的基础上加100，例如右路的R1写成R101，C2写成C102等。

这里的放大器实质上是一个提升放大器，它的运算放大器和输出级都是甲类的，為实现直接藕合，电路採用了双电源。

首先，输入信号先通过隔直电容C1藕合到音量控制电位器VR1上，VR1的阻值较大，使声音在低音区（即2HZ）的-3DB点上。

对大多数信号源而言，如果它的信号不在电容上產生任何附加直流电压，那麼该电容可以不要。当然，為了安全最好保留该电容，否则输入端的直流偏移将导致的输出端上產生较大的偏移。

如果出现了直流偏移，数值较小时，会在输出级上增加电流消耗，產生失真；数值较大时，耳机将会被损坏。

音量控制VR1决定了放大器的输入阻抗為47KΩ，因為IC1的输入级是一个结型场效应管（J。F。E。T），其输入阻护大约為10-12MΩ。

目前市场上有大量的运算放大器，可广泛用於音频电路，但经过大量实验只有TL072性能最好，价格合理，噪音低，回应速率為13V/mS，并具有很高的电流吸收能力。

儘管这些元件具有上述诸多特点，实际上这些元件却很少运行在最佳条件下。例如，运算放大器的输出级工作电流為2MA，只工作的甲乙类，负载小於10KΩ。其解决办法是在输出端和电源负极之间连接一个适当阻值的电阻，这样就强迫将其调至甲类。

图中的运算放大器IC1於同相输入放大器，将输入信号从可变电位器VR1的滑动触头连至其同名端（+）。电阻R3和R4有两个功能：第一功能前面已经说过，就是强制运算放大器工作在甲类状态；第二个功能是為TR1和TR2所组成的输出级提供偏压。

互补电晶体TR1和TR2採取发射极跟随器工作方式，这样，从基极看其输入阻抗较高，而输出极的输出阻抗则较低。

在电路设计中，电阻R5和R6是非常重要的，因為R5和R6与TR1和TR2的发射极串联，產生局部负反馈，使输出级工作在线性状态。

R5。R6和R3上的电压降也很重要，它使得输出级进入甲类工作状态，负反馈从电阻R5/R6的连接点通过电阻R2反馈到IC1的反相输入端（引脚2）。放大器的电压增益决定於电阻R2和R1的比值（10倍），电容C2用来隔直流，使其交流负反馈系数為R5/R6，而直流负反馈则是百分之百。放大器的输出端直接与耳机相连。

在介绍了放大器的电路之后，注意力应转移到电源上来。变压器有两个6V次级线圈，它们可為桥式整流器提供交流电。通过整流后，用电解电容C3和C4滤波。这是一个很基本的稳压电路，当然為了求得更佳的效果你也可以选择更好的电源供电方式，相信在其他的电路一可以容的找到。

音频信号放大器电路图（八）

LM4906音频功率放大器典型应用电路

如图所示为LM4906音频功率放大器的典型应用电路（MSOP封装）。音频信号输入后，经过C2耦合加到放大器的反相输入端（4脚），功率放大后从Vo1（5脚）和Vo2（8脚）以电桥输出的形式加到扬声器。LM4906内部有两个放大器，第一个放大器的增益可由增益选择端（3脚）控制，3脚为低电平时增益是6dB，3脚为高电平时增益是12dB。第二个放大器增益由内部两个20kΩ电阻固定为1。LM4906以电桥差动形式输出时，功率放大器的增益Av为2&TImes;20kΩ／20kΩ或2&TImes;40kΩ／20kΩ。当1脚为逻辑低电平时放大器微功率关断，为逻辑高电平时放大器全功率工作。

音频信号放大器电路图（九）

前置放大器电路如下图所示，采用A运算放大器作音频前置放大电路。其优点是体积小、噪音低、功耗小、一致性较好。利用运算放大器A可取得很深的负反馈，同时提高不失真输出。使信号失真度在1%以下;该放大器电压增益可达50～80dB。

其中，cl为高频补偿电容，c2、R2为去耦滤波电路。调节电位器RPl可平衡共模抑制比。电位器RP2为负反馈元件。调节RP2则可改变输出电平。

元器件选择：电容cl为82P，c2为100p/25v。电阻R1为27kn，R2为100n，R3为50kn。电位器RPl10kn，RP2为100kn。集成运算放大器A用GF2A。变压器T用晶休管收音机常用的小型输出变压器来代替。

音频信号放大器电路图（十）

如图所示为LM4902音频功率放大电路（MSOP封装）。音频信号输入后，经过Ci、Ri耦合加到放大器的反相输入端（4脚），而放大器的同相输入端 （3脚）则通过CB交流接地，功率放大后从Vo1（5脚）和Vo2（8脚）以电桥输出的形式加到扬声器。LM4902内部有两个放大器，第一个放大器增益由外部电阻RF、Ri的比值决定，第二个放大器增益由内部两个10kΩ电阻固定为1。Shutdown脚（1脚）为逻辑低电平时放大器微功率关断，为逻辑高电平时放大器全功率工作。

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