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溫度遲滯如何工作?
如果我有一個足夠智能的爐子來承受適量的熱量,它可能會帶有一個內置的溫度滯后控制器。讓我們看看什么是溫度滯后,另一種用于精確溫度控制的方法,以及一些關于溫度滯后控制器的設計技巧。
什么是溫度滯后?
設定點為80°C的溫度滯后示例。
如果您使用的是最新的計算機圖形卡之一,則可能會在設置中遇到術語“溫度滯后”。根據您配置的值,圖形卡將被冷卻以保持在精確的溫度范圍內。
磁滯是指參數變化滯后于觸發它們的力的情況。溫度滯后遵循相同的原理,其中溫度的上升或下降落后于供應或切斷加熱/冷卻供應的行為。這是在各種應用中用于溫度控制的原理。
在溫度控制器中,溫度滯后由最小和最大溫度值定義,在該溫度下,將分別打開和關閉熱量。例如,如果要使顯卡的VRM溫度保持在80°C且滯后5°C,則冷卻風扇將在溫度達到85°C時啟動,并在溫度下降至75°C時關閉。
除了圖形卡外,溫度滯后還可以用于優化房間溫度控制的電源效率,或者使電源調節器可靠地工作而不會過熱。
溫度滯后的精度如何?
溫度遲滯適用于不需要精確控制的應用。
溫度遲滯比根本沒有調節要精確得多,但它不是可用的最精確的溫度控制形式。當在圖表上繪制時,溫度滯后的結果是滯后窗口之間的一系列振蕩。
由于溫度滯后,被攝體的溫度在特定范圍內波動。它的算法并不意味著將溫度保持在特定的設定值上。因此,溫度遲滯適用于不需要高精度調節的應用。
如果系統需要精確調節的溫度,則使用PID(比例積分微分)控制器是更好的選擇。PID控制器的算法基于比例,積分和微分常數,并根據監視的反饋自動調整溫度調節。結果是溫度滯后控制無法實現的精確溫度值。
設計溫度遲滯控制器
溫度滯后控制器設計始于微控制器。
由于其簡單性,您很有可能遇到需要溫度滯后控制的項目,也許是在PCB布局中放置參考電壓時。幸運的是,構建一個相當簡單,但是它需要硬件和固件才能正常工作。
在硬件方面,您將需要一個能夠控制加熱元件和對溫度輸入進行采樣的微控制器。這意味著數字輸出連接到繼電器或功率MOSFET,模擬輸入連接到溫度感測電路。
微控制器將需要一個讀/寫存儲器(內部EEPROM或電池備份的RAM)來存儲磁滯值。還必須構建用戶界面以允許配置最小和最大限制。這可以采用鍵盤,LCD或與配置軟件的連接形式。
然后,通過加載到微控制器中的固件使磁滯控制器栩栩如生。固件相對簡單,因為它涉及采樣溫度輸入并將其與保存的磁滯極限進行比較。然后,它根據測得的輸入打開或關閉輸出。