设计师总是为克服电路的热效应花费很多时间。温度和电子设备之间的密切关联，是设计中需要考虑的最令人头痛的问题。在测量和控制回路中应用热技术，为解决这些难题提供了新的方案。只有熟悉温度控制回路中需要考虑的关于热的问题，才能建立小巧有用的热电路。
        温度控制器
        图1是一个小部件炉的精密温度控制器。通电后，热敏电阻器，即负温控装置控制工程网版权所有，将位于高值。A1为饱和正值。这使得开关稳压器（(Linear Technology LT3525A）的输出为低，偏置Q1。随着加热器不断加热，热敏电阻值减小。当其输入最终达到平衡www.cechina.cn，A1过饱和CONTROL ENGINEERING China版权所有，LT 3525A通过Q1对加热器进行脉宽调制，形成反馈回路。A1提供增益，LT3523A提供高效率。经过2 kHz脉宽调制的加热器功率比热回路的响应要快得多，在炉内形成均匀连续的热流。

图1 精密温度控制器。

        高性能控制的关键在于A1增益带宽要与热反馈回路相匹配。理论上说，利用传统的伺服反馈技术便能轻松实现这一点。但实际上，热系统中存在时间常数大及不确定迟延的问题。热控制系统中明显存在伺服系统及振荡器之间的不协调。
        热控制回路可以简单地模拟为一个电阻器和电容器网络。电阻器等效为热电阻，电容器则等效为热容量。在图2中，加热器、加热器-传感器界面以及传感器都具有RC因子，在热系统的响应能力中会形成一个集中迟延。由于这一迟延，必须限制A1的增益带宽以防止振荡。由于良好的控制需要高增益带宽，所以必须尽量减小迟延。所选加热器的物理尺寸及电阻率是控制加热器时间常数的一些要素。将传感器与加热器相接触控制工程网版权所有，能使加热器-传感器界面的时间常数减到最小。

图2 热控制回路模型。

        根据热环境容量，选取相对较小的传感器，可使传感器的RC乘积最小化。当炉壁为6英寸厚的铝板时，并非一定要选取最小的传感器。但如果是1/16英寸厚的显微镜载玻片的温度控制，则需要一个小而快的传感器。在加热器及传感器的热时间常数最小化之后，必须选择系统的绝缘www.cechina.cn，使温度控制设备能跟上散热损失。加热器-传感器时间常数及绝缘时间常数之比越大，控制回路的性能就越好。在这些考虑之后，就可以开始优化控制回路的增益带宽了。