PWM电加热膜控制案例分享-PART-PWM-加热膜

PWM电加热膜控制案例分享-PART-PWM-加热膜

关键字：PWM、占空比、电加热膜、线性功放、温控

⚡ 技术场景

在高校自动化实验室增化控制实验中，需要对电加热膜进行温度控制。实验设备特点如下：

• 控制对象：电加热膜（24V，约100W）
• 传感器：温度传感器反馈至控制器
• 原实验条件：实验室配有四路按键式方块电源，可提供所需电压与功率，但该电源仅支持人工设定，无法通过 Simulink 或控制器进行实时调节，因此不适合闭环控制实验。
• 实验目标是通过控制器实现对电加热膜的自动温控，但受限于现场设备条件。

---

🛠 现场遇到的问题

1. 实验室现有电源无法直接由控制器调节 → 无法实现自动控制。
2. 学生急于验证实验，现场缺乏开放式电源或线性功率放大器。
3. 尝试用PWM模块和原有电源组合控制电加热膜，经过实际测试，输出线性度和精度差强人意。

---

🔍 工程原因分析

1. 电源受限：手动方块电源没有控制接口，无法通过控制器直接调节。
2. PWM调压局限：通过占空比调节电压，虽然能够快速实现控制，但线性度和精度有限，实际测量发现跟踪效果不理想。
3. 线性功放/恒流源缺失：理论上最优的方案是线性功率放大器或恒流源，可保证输出精度和线性，但现场没有此类设备。

---

💡 处理思路与实际做法

• 在现场条件受限下，选择了PWM模块（用户在某宝采购telesky） + 原电源组合（24VDC）的方案来驱动电加热膜。

• 实测发现：PWM控制可以工作，但线性度和精度不够，跟踪效果不理想。

• 由于电加热膜直接贴合被控对象，为降低试错风险，实验初期先用 5Ω/100W 功率电阻代替真实负载，对PWM调压效果进行摸底验证。

  PWM 占空比(%)	电加热膜负载电压(V)
  0%	0.00
  10%	3.70
  20%	6.10
  30%	8.40
  40%	10.86
  50%	13.24
  60%	15.60
  70%	18.00
  80%	20.30
  90%	22.82
  100%	23.70

• 经验提示：

  • 如果用户需要高精度温控，建议一步到位使用线性功率放大器或恒流源。
  • 如果现场条件有限，也可以用PWM方案快速验证实验，但需注意精度不足的问题。 （见上述数据）

⚠️ 小结：这个案例展示了设备受限下的实验折中方案及其局限，后续用户可借鉴此经验，避免重复试错。

---

🔑 说明

1. 本文首发于【GitHub/Gitee】，作者：KANIC，研究方向为 自动化实验平台、控制算法验证及半实物仿真系统。

   相关实验或程序已整理至 GitHub，可在 GitHub 平台搜索 KANIC-lab/KANIC 查看。

   如需进一步讨论，可私信联系，并注明文章编号。文章编号位于标题末尾，以字母开头如“EXP-XXXX-XXX”