文獻標志碼：A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.223352
中文引用格式： 柴恒，武杰，伍航，等. 一種低波動的可程控恒溫箱控制系統設計[J]. 電子技術應用，2023，49(4)：63-67.
英文引用格式： Chai Heng，Wu Jie，Wu Hang，et al. Design of a low-fluctuation software-controlled portable thermostat control system[J]. Application of Electronic Technique，2023，49(4)：63-67.
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恒溫箱在許多與我們生活密切相關的領域都發揮著重要的作用，如家電、工業、醫藥等。隨著社會的發展，越來越多具備高精度控溫、大范圍調溫的恒溫箱被研制出來用于各種用途，如溫補晶振參數的測量和補償就需要用到小型恒溫箱來提供溫度環境。
這類恒溫箱主要有以下需求：（1）為了讓被測物在測量中盡量不受溫度變化的影響，控溫穩定時的溫度波動度應小于±0.2 ℃；（2）需要具備可程控功能，方便用戶對溫度曲線進行編程。經過調研，許多市面上成熟的恒溫箱產品其溫度波動度大都為±0.5 ℃以上，很難滿足要求。
溫度控制系統需要控制加熱或制冷設備的輸出量，使之與系統的散熱量或散冷量相當，進入熱平衡狀態，從而達到控溫的目的，其中的難點在于對溫度波動度的控制。在溫控系統的設計中，可以采用PWM（Pulse Width Modulation）模式來調節加熱或制冷設備的工作時長，從而控制這些設備的平均功率，也可以使用DAC（Digital to Analog Converter）模塊并采用動態調整電壓的方式來控制這些設備的輸出功率。文獻中的溫度控制系統大多采用PWM模式來驅動加熱或制冷設備，例如，文獻[4]中吳蒙娜設計了一種粒子加速器溫度控制系統，通過單片機輸出不同占空比的PWM波，并采用H橋驅動電路來雙向驅動制冷片，從而實現了±0.2 ℃的控溫精度；文獻[5]中McDowell等人設計了一種用于植物生長試驗的溫度控制器，通過Arduino Nano開發板輸出PWM模式，在大電流范圍內對加熱器和空調進行控制，實現了±0.3 ℃的控溫精度。
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作者信息：
柴恒1，2，武杰1，2，伍航1，2，戚勝宇1，2，馬鈺博1，2
（1.中國科學技術大學 近代物理系， 安徽 合肥 230026；
2.中國科學技術大學 核探測技術與核電子學國家重點實驗室， 安徽 合肥 230026）
