基于数字电位器X9312的功率调节电路

引言

在科学研究和工业生产的许多领域中，人们都需要对各类加热炉的内部温度进行监测和控制。采用单片机来对它们进行监测控制不仅具有控制方便、简单、灵活等优点，而且可以大幅度提高受控对象的技术指针。

单片机通常是通过输入信道将温度传感器感受到的被控对象当前温度转变为数字量并输入到单片机内，单片机求出输入的当前温度值与设定值的偏差，并根据该偏差进行PID运算，最后根据PID运算的结果，通过功率调节电路改变给定周期内加热丝的通电时间来实现对温度的控制。功率调节电路调节功率的实质是利用占空比的调节来改变加热丝的平均功率，整个控制系统是一个典型的死循环系统。功率调节电路是控制系统的执行机构，不仅要求输出功率大，还要求能根据需要对输出功率进行精确的调节，是系统中最关键、最昂贵的组成部分，也常常是故障率最高的部分。

本文采用Xicor数字电位器X9312和NE555组成占空比可调的脉冲振荡器，驱动固态继电器实现功率调节的功率调节电路及其单片机控制程序。该电路用于某型标准恒温油槽中作为自动控制系统的执行机构，取得了理想效果。

数字电位器X 9312

数字电位器一般用电阻数组和多路仿真开关组合实现电阻值的改变，克服了仿真电位器噪声大、磨损大、怕振动、寿命短的主要缺点。尤其重要的是数字电位器具有可编程能力，可方便地实现与单片机的接口，实质上是一种特殊的数模转换器。其仿真量输出不是电压或电流，而是电阻或电阻比率，允许用户直接过程控制，利用电阻值或电阻比率变化进行参数调整。
Xicor 公司生产的非易失性数字电位器可以满足各种分辨率和控制精度的要求，几乎可取代所有仿真电路中的机械电位器。X9312是Xicor 非易失性数字电位器系列中的典型产品之一，图1为X9312的结构框图，图2是X9312的引脚配置图。

X9312有三个组成部分：电阻数组；非易失性存贮器；输入控制、计数器、译码器。

X9312的电阻数组带温度补偿，包含99个电阻单元，在每两个单元之间和两个端点都有可以被滑动单元访问的抽头点。滑动单元的位置由、和三个输入端控制。只有置低，X9312被选中，才能使和输入端接受信号。在输入端由高变低时将增加或减少(这取决于输入端的状态)7位计数器的值，计数器的输出被译码，进行一百选一的操作，使滑动端的位置沿电阻数组移动。计数器的值不会从全0跳至全1，也不会从全1跳至全0，因此滑动端到达电阻数组的一个极端时不会跳至另一极端而循环往复。滑动端的位置可以被贮存到一个非易失性存贮器中，因而在下一次上电工作时可以重新调用。X9312的分辨率等于最大的电阻值除以99。例如X9312T(100KΩ)的每两个抽头间的阻值为1010Ω。