溫度自動(dòng)控制器論文

1、摘 要 溫度控制是利用感溫檢測(cè)元件檢測(cè)被測(cè)物的溫度變化，再由溫度檢測(cè)電路控制變化值與預(yù)設(shè)值比較，控制器在設(shè)定的上限溫度和下限溫度做出反應(yīng)，來控制加熱器、換氣電路和報(bào)警電路的工作和停止。本設(shè)計(jì)是溫度自動(dòng)控制器是利用熱敏電阻檢測(cè)的原理而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)。當(dāng)控制溫度升高時(shí)，電路自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度降低同時(shí)換氣、報(bào)警電路起作用；當(dāng)控制溫度降低時(shí)，電路自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度升高同時(shí)加熱、報(bào)警電路起作用。使被控制的溫度達(dá)到和保持在所設(shè)定的溫度范圍內(nèi)。關(guān)鍵詞：溫度控制；熱敏電阻；自動(dòng)調(diào)節(jié)；ABSTRACTThe temperature control is to use temperature measurement test

2、is the temperature change of the object under test, then the temperature detection circuit control value and the change default values comparison, controller of the upper limit of temperature and set in the lower temperature to reflect, to control the heater, air circuit and alarm circuit and stop.T

3、his design is automatic temperature controller is using thermistors detection principle and realization of automatic adjustment. When the control the temperature rises, automatic regulation circuit temperature by and take a breath, alarm circuit has an effect; When the control temperature decreases,

4、 circuit automatically adjust the temperature and heating, alarm circuit work. That is the control of the temperature reached and kept in set temperature range.Keywords：Temperature control; Thermistors; Automatic regulation;目 錄摘 要IABSTRACTII第1章 緒論11.1 課題背景11.2 目的意義11.3 設(shè)計(jì)任務(wù)與技術(shù)要求2本章小結(jié)2第2章 方案的論證與設(shè)計(jì)32.

5、1 方案選擇32.2 方案的確定32.3 方框圖的設(shè)計(jì)3本章小結(jié)5第3章 單元電路設(shè)計(jì)63.1電源電路系統(tǒng)6變壓器63.1.2 整流電路9三端穩(wěn)壓器CW7812123.2檢測(cè)電路設(shè)計(jì)133.2.1 熱敏電阻133.2.2 電壓比較器163.3 控制電路設(shè)計(jì)173.3.1 二極管或門電路173.3.2 NE555193. 4 報(bào)警電路設(shè)計(jì)21 TDA2040功率放大器213. 5 加熱、換氣電路設(shè)計(jì)233.5.1 雙向可控硅23本章小結(jié)24第4章 整機(jī)的工作原理254.1工作原理254.2 整機(jī)原理圖25本章小結(jié)26結(jié) 論27致 謝29參考文獻(xiàn)30附錄1 譯文31附錄2 英文參考資料33附錄3

6、整機(jī)原理圖35附錄4 元器件表36第1章 緒論1.1 課題背景溫度控制系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)各行各業(yè)的應(yīng)用雖然己經(jīng)十分廣泛，但從國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的溫度控制器來講，總體發(fā)展水平仍然不高，同日本、美國(guó)、德國(guó)等先進(jìn)國(guó)家相比，仍然有著較大的差距。成熟的溫控產(chǎn)品主要以“點(diǎn)位”控制及常規(guī)的PID控制器為主，它們只能適應(yīng)一般溫度系統(tǒng)控制，而用于較高控制場(chǎng)合的智能化、自適應(yīng)控制儀表，國(guó)內(nèi)技術(shù)還不十分成熟，形成商品化并廣泛應(yīng)用的控制儀表較少.隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及加入WTO，我國(guó)政府及企業(yè)對(duì)此都非常重視，對(duì)相關(guān)企業(yè)資源進(jìn)行了重組，相繼建立了一些國(guó)家，企業(yè)的研發(fā)中心，開展創(chuàng)新性研究，使我國(guó)儀表工業(yè)得到了迅速的發(fā)展。 溫度是工

7、業(yè)中非常關(guān)鍵的一項(xiàng)物理量，在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、各種高新技術(shù)的開發(fā)和研究中也是一個(gè)非常普遍和常用的測(cè)量參數(shù)。目前，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，傳感技術(shù)的廣泛應(yīng)用，溫度測(cè)試技術(shù)已向自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展?；诖?，提出了溫度的自動(dòng)化測(cè)量。溫度自動(dòng)控制器用于測(cè)量庫房的溫度，控制設(shè)備運(yùn)行，記錄溫度和設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)。特點(diǎn)是系統(tǒng)運(yùn)行可靠、穩(wěn)定，節(jié)省人力，節(jié)省電力，使用方便。目前采用小機(jī)組的保鮮庫，多使用單表進(jìn)行控制，單表控制比較簡(jiǎn)單，但是單表控制具有局限性，智能程度低，管理人員很難做到有效地管理。為了提高保鮮庫制冷設(shè)備的管理水平。1.2 目的意義 目前，溫度控制器產(chǎn)品從模擬、集成溫度控制器發(fā)展到智能數(shù)碼溫度控制器。智能溫控

8、器（數(shù)字溫控器）是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)測(cè)試技術(shù)的結(jié)合，特點(diǎn)是能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量，適配各種控制器，并且它是在硬件的基礎(chǔ)上通過軟件來實(shí)現(xiàn)控制功能的，其智能化程度也取決于軟件的開發(fā)水平，現(xiàn)階段正朝著高精度高質(zhì)量的方向發(fā)展,相信以我國(guó)的實(shí)力，溫控技術(shù)在不久的將來一定會(huì)為于世界前列！隨著人們生活水平的不斷提高，數(shù)字溫度計(jì)的要求也越來越高，為現(xiàn)代人工作、科研、生活、提供更好、更方便的設(shè)施就需要從新技術(shù)入手，一切向著數(shù)字化控制、智能化、自動(dòng)化控制方向發(fā)展。本設(shè)計(jì)需要采用自動(dòng)控制技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合。設(shè)計(jì)的自動(dòng)的溫度計(jì)與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比，當(dāng)溫度高于預(yù)設(shè)值或低于預(yù)設(shè)值溫度自動(dòng)調(diào)整，它能使室

9、內(nèi)的溫度在一定范圍內(nèi)自動(dòng)調(diào)節(jié)，具有電路簡(jiǎn)單，易于調(diào)試，應(yīng)用性較高等重要特點(diǎn)。主要適用于大棚、溫室等對(duì)室內(nèi)溫度有一定要求的場(chǎng)所。1.3 設(shè)計(jì)任務(wù)與技術(shù)要求（1）當(dāng)溫度在1725度范圍內(nèi)加熱、換氣不工作（2）溫度低于17度加熱同時(shí)報(bào)警（3）溫度高于25度換氣同時(shí)報(bào)警本章小結(jié)本章主要介紹了溫度控制器的課題背景及設(shè)計(jì)的目的及意義。溫度自動(dòng)控制器是電子技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物。近年來，隨著溫度控制技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用的越來越廣泛。將自動(dòng)控制技術(shù)，有機(jī)地融入到溫度控制器的設(shè)計(jì)，使電路簡(jiǎn)單、容易，特別適用于大棚、溫室等對(duì)室內(nèi)溫度有一定要求的場(chǎng)所。在本章節(jié)中，還介紹了本次設(shè)計(jì)的技術(shù)要求。第2章 方案的論證與設(shè)計(jì)2.1 方案選

10、擇方案一由溫度傳感器采集外部信號(hào)，然后傳給單片機(jī)，單片機(jī)將當(dāng)前的數(shù)值輸出到數(shù)碼管上顯示當(dāng)前的溫度值。同時(shí)跟你內(nèi)部預(yù)設(shè)的值，當(dāng)?shù)陀谀愕闹档臅r(shí)候，開啟繼電器，以代表你的設(shè)備開啟。電路復(fù)雜，成本較高，適用于對(duì)溫度調(diào)節(jié)要求較高的地方。方案二為實(shí)現(xiàn)在一定溫度內(nèi)的自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)置的溫度控制電路。使電路簡(jiǎn)單、易用，而且電路元器件使用較少，成本低，較適用于大棚、溫室等對(duì)室內(nèi)的溫度有一定要求的地方，在一定溫度內(nèi)能自動(dòng)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。2.2 方案的確定為使電路簡(jiǎn)單、易用，而且電路元器件使用較少，成本低，較適用于大棚、溫室等對(duì)室內(nèi)的溫度有一定要求的地方，在一定溫度內(nèi)能自動(dòng)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。當(dāng)溫度高于預(yù)設(shè)值或低于預(yù)設(shè)值溫度自動(dòng)

11、調(diào)整，它能使室內(nèi)的溫度在一定范圍內(nèi)自動(dòng)調(diào)節(jié)，具有電路簡(jiǎn)單，容易組裝與調(diào)試，應(yīng)用性較高等重要特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)選擇較為簡(jiǎn)易的設(shè)計(jì)方案，所需的成本也較低，電路簡(jiǎn)單易于組裝與調(diào)試所以選擇方案二較為適合。2.3 方框圖的設(shè)計(jì)方框圖的論述：如電路方框圖如圖2-1所示，檢測(cè)電路高溫檢測(cè)低溫 檢測(cè)上限報(bào)警下限報(bào)警換氣電路加熱電路報(bào)警電路圖2-1 整機(jī)方框圖231 電源電路的設(shè)計(jì) 電源電路主要為溫度檢測(cè)電路1、溫度檢測(cè)電路2和報(bào)警電路提供電壓。電源電路由變壓器、整流橋和穩(wěn)壓電源電路組成。232 溫度檢測(cè)電路1利用熱敏電阻在不同溫度環(huán)境下，有不同的阻值的特性。將熱敏電阻放置在室內(nèi)不同位置，當(dāng)問變化超過規(guī)定值范圍時(shí)，電

12、路自動(dòng)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)溫度控制。檢測(cè)電路中由熱敏電阻采取相應(yīng)溫度，再電壓比較器實(shí)現(xiàn)比較的。溫度檢測(cè)電路由高溫檢測(cè)和低溫檢測(cè)組成。233 溫度檢測(cè)電路2與溫度檢測(cè)電路1的功能相同。溫度檢測(cè)電路2由上限報(bào)警和下限報(bào)警組成。234 加熱、換氣電路溫度在1725范圍加熱和換氣都不工作。當(dāng)溫度高于或低于這個(gè)范圍時(shí)，電路工作。加熱、換氣電路都是由繼電器與外圍電路組成的。235 報(bào)警電路溫度報(bào)警電路主要由一個(gè)或門電路、555頻率生成器、功率放大電路組成。當(dāng)溫度超過或低于預(yù)定值，溫度檢測(cè)電路輸出相應(yīng)的信號(hào)經(jīng)或門，到555頻率生成器產(chǎn)生揚(yáng)聲器的頻率，從而使揚(yáng)聲器發(fā)出聲音報(bào)警。溫度報(bào)警電路主要由或門電路、NE555和T

13、DA2040組成的。本章小結(jié)本章主要介紹這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的方案選擇，對(duì)兩種方案的分析，最終確定以自動(dòng)控制電路為核心的溫度自動(dòng)控制器，并對(duì)所選方案設(shè)計(jì)及原理給予分析。在下一章節(jié)當(dāng)中，將對(duì)該課題中各單元電路的具體設(shè)計(jì)方案、元器件的選擇作進(jìn)一步論述。第3章 單元電路設(shè)計(jì)3.1電源電路系統(tǒng)變壓器變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件，當(dāng)初級(jí)線圈中通有交流電流時(shí)，鐵芯（或磁芯）中便產(chǎn)生交流磁通，使次級(jí)線圈中感應(yīng)出電壓（或電流）。變壓器由鐵芯（或磁芯）和線圈組成，線圈有兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級(jí)線圈，其余的繞組叫次級(jí)線圈。變壓器基本結(jié)構(gòu)及等效電路如圖3-1所示。圖3-1 變壓器基本結(jié)構(gòu)及等效

14、電路1、變壓器的制作原理：在發(fā)電機(jī)中，不管是線圈運(yùn)動(dòng)通過磁場(chǎng)或磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)通過固定線圈，均能在線圈中感應(yīng)電勢(shì)，此兩種情況，磁通的值均不變，但與線圈相交鏈的磁通數(shù)量卻有變動(dòng)，這是互感應(yīng)的原理。變壓器就是一種利用電磁互感應(yīng)，變換電壓，電流和阻抗的器件。 2、分類按冷卻方式分類：干式（自冷）變壓器、油浸（自冷）變壓器、氟化物（蒸發(fā)冷卻）變壓器。按防潮方式分類：開放式變壓器、灌封式變壓器、密封式變壓器。按鐵芯或線圈結(jié)構(gòu)分類：芯式變壓器（插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯）、殼式變壓器（插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯）、環(huán)型變壓器、金屬箔變壓器。按電源相數(shù)分類：?jiǎn)蜗嘧儔浩?、三相變壓器、多相變壓器。按用途分類：?/p>

15、源變壓器、調(diào)壓變壓器、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、脈沖變壓器。3、電源變壓器的特性參數(shù)（1）工作頻率變壓器鐵芯損耗與頻率關(guān)系很大，故應(yīng)根據(jù)使用頻率來設(shè)計(jì)和使用，這種頻率稱工作頻率。（2）額定功率在規(guī)定的頻率和電壓下，變壓器能長(zhǎng)期工作，而不超過規(guī)定溫升的輸出功率。（3）額定電壓指在變壓器的線圈上所允許施加的電壓，工作時(shí)不得大于規(guī)定值。（4）電壓比指變壓器初級(jí)電壓和次級(jí)電壓的比值，有空載電壓比和負(fù)載電壓比的區(qū)別。（5）空載電流變壓器次級(jí)開路時(shí)，初級(jí)仍有一定的電流，這部分電流稱為空載電流。空載電流由磁化電流（產(chǎn)生磁通）和鐵損電流（由鐵芯損耗引起）組成。對(duì)于50Hz電源變壓器而言，空載電流基本

16、上等于磁化電流。（6）空載損耗指變壓器次級(jí)開路時(shí)，在初級(jí)測(cè)得功率損耗。主要損耗是鐵芯損耗，其次是空載電流在初級(jí)線圈銅阻上產(chǎn)生的損耗（銅損），這部分損耗很小。（7）效率指次級(jí)功率P2與初級(jí)功率P1比值的百分比。通常變壓器的額定功率愈大，效率就愈高。（8）絕緣電阻表示變壓器各線圈之間、各線圈與鐵芯之間的絕緣性能。絕緣電阻的高低與所使用的絕緣材料的性能、溫度高低和潮濕程度有關(guān)。4、音頻變壓器和高頻變壓器特性參數(shù)（1）頻率響應(yīng)指變壓器次級(jí)輸出電壓隨工作頻率變化的特性。（2）通頻帶如果變壓器在中間頻率的輸出電壓為U0，當(dāng)輸出電壓（輸入電壓保持不變）下降到0.707U0時(shí)的頻率范圍，稱為變壓器的通頻帶B。

17、（3）初、次級(jí)阻抗比變壓器初、次級(jí)接入適當(dāng)?shù)淖杩筊o和Ri,使變壓器初、次級(jí)阻抗匹配，則Ro和Ri的比值稱為初、次級(jí)阻抗比。在阻抗匹配的情況下，變壓器工作在最佳狀態(tài)，傳輸效率最高。5、低頻變壓器的技術(shù)參數(shù)對(duì)不同類型的變壓器都有相應(yīng)的技術(shù)要求，可用相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)表示。如電源變壓器的主要技術(shù)參數(shù)有：額定功率、額定電壓和電壓比、額定頻率、工作溫度等級(jí)、溫升、電壓調(diào)整率、絕緣性能和防潮性能。對(duì)于一般低頻變壓器的主要技術(shù)參數(shù)是：變壓比、頻率特性、非線性失真、磁屏蔽和靜電屏蔽、效率等。 （1）電壓比：變壓器兩組線圈圈數(shù)分別為N1和N2，N1為初級(jí)，N2為次級(jí)。在初級(jí)線圈上加一交流電壓，在次級(jí)線圈兩端就會(huì)產(chǎn)

18、生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)N2>N1 時(shí)，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)要比初級(jí)所加的電壓還要高，這種變壓器稱為升壓變壓器：當(dāng)N2式中n 稱為電壓比(圈數(shù)比) 。當(dāng)n<1 時(shí)，則N1>N2 ，V1>V2 ，該變壓器為降壓變壓器。反之則為升壓變壓器。 （2）變壓器的效率： 在額定功率時(shí)，變壓器的輸出功率和輸入功率的比值，叫做變壓器的效率，即 為變壓器的效率；P1 為輸入功率，P2 為輸出功率。 當(dāng)變壓器的輸出功率P2 等于輸入功率P1 時(shí)，效率 等于100%，變壓器將不產(chǎn)生任何損耗。但實(shí)際上這種變壓器是沒有的。變壓器傳輸電能時(shí)總要產(chǎn)生損耗，這種損耗主要有銅損和鐵損。銅損是指變壓器線圈電阻所引起的損耗

19、。當(dāng)電流通過線圈電阻發(fā)熱時(shí)，一部分電能就轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏鴵p耗。由于線圈一般都由帶絕緣的銅線纏繞而成，因此稱為銅損。 變壓器的鐵損包括兩個(gè)方面。一是磁滯損耗，當(dāng)交流電流通過變壓器時(shí)，通過變壓器硅鋼片的磁力線其方向和大小隨之變化，使得硅鋼片內(nèi)部分子相互摩擦，放出熱能，從而損耗了一部分電能，這便是磁滯損耗。另一是渦流損耗，當(dāng)變壓器工作時(shí)。鐵芯中有磁力線穿過，在與磁力線垂直的平面上就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于此電流自成閉合回路形成環(huán)流，且成旋渦狀，故稱為渦流。渦流的存在使鐵芯發(fā)熱，消耗能量，這種損耗稱為渦流損耗。 變壓器的效率與變壓器的功率等級(jí)有密切關(guān)系，通常功率越大，損耗與輸出功率比就越小，效率也就越高。反之

20、，功率越小，效率也就越低。3.1.2 整流電路整流電路（rectifying circuit）把交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能的電路。大多數(shù)整流電路由變壓器、整流主電路和濾波器等組成。它在直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速、發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)、電解、電鍍等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。整流電路通常由主電路、濾波器和變壓器組成。20世紀(jì)70年代以后，主電路多用硅整流二極管和晶閘管組成。濾波器接在主電路與負(fù)載之間，用于濾除脈動(dòng)直流電壓中的交流成分。變壓器設(shè)置與否視具體情況而定。變壓器的作用是實(shí)現(xiàn)交流輸入電壓與直流輸出電壓間的匹配以及交流電網(wǎng)與整流電路之間的電隔離。整流電路的作用是將交流降壓電路輸出的電壓較低的交流電轉(zhuǎn)換成單向脈動(dòng)性直流電

21、，這就是交流電的整流過程，整流電路主要由整流二極管組成。經(jīng)過整流電路之后的電壓已經(jīng)不是交流電壓，而是一種含有直流電壓和交流電壓的混合電壓，習(xí)慣上稱單向脈動(dòng)性直流電壓。1、整流電路-簡(jiǎn)介整流電路的作用是將交流降壓電路輸出的電壓較低的交流電轉(zhuǎn)換成單向脈動(dòng)性直流電，這就是交流電的整流過程，整流電路主要由整流二極管組成。經(jīng)過整流電路之后的電壓已經(jīng)不是交流電壓，而是一種含有直流電壓和交流電壓的混合電壓，習(xí)慣上稱單向脈動(dòng)性直流電壓。2、整流電路的意義（1）電源電路中的整流電路主要有半波整流電路、全波整流電路和橋式整流三種，倍壓整流電路用于其它交流信號(hào)的整流，例如用于發(fā)光二極管電平指示器電路中，對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)

22、行整流。（2）前三種整流電路輸出的單向脈動(dòng)性直流電特性有所不同，半波整流電路輸出的電壓只有半周，所以這種單向脈動(dòng)性直流電主要成分仍然是50Hz的，因?yàn)檩斎虢涣魇须姷念l率是50Hz，半波整流電路去掉了交流電的半周，沒有改變單向脈動(dòng)性直流電中交流成分的頻率；全波和橋式整流電路相同，用到了輸入交流電壓的正、負(fù)半周，使頻率擴(kuò)大在倍為100Hz，所以這種單向脈動(dòng)性直流電的交流成分主要成分是100Hz的，這是因?yàn)檎麟娐穼⑤斎虢涣麟妷旱囊粋€(gè)半周轉(zhuǎn)換了極性，使輸出的直流脈動(dòng)性電壓的頻率比輸入交流電壓提高了一倍，這一頻率的提高有利于濾波電路的濾波。（3）在電源電路的三種整流電路中，只有全波整流電路要求電源變壓

23、器的次級(jí)線圈設(shè)有中心抽頭，其他兩種電路對(duì)電源變壓器沒有抽頭要求。另外，半波整流電路中只用一只二極管，全波整流電路中要用兩只二極管，而橋式整流電路中則要用四只二極管。根據(jù)上述兩個(gè)特點(diǎn)，可以方便地分辨出三種整流電路的類型，但要注意以電源變壓器有無抽頭來分辨三種整流電路比較準(zhǔn)確。在半波整流電路中，當(dāng)整流二極管截止時(shí)，交流電壓峰值全部加到二極管兩端。對(duì)于全波整流電路而言也是這樣，當(dāng)一只二極管導(dǎo)通時(shí)，另一只二極管截止，承受全部交流峰值電壓。所以對(duì)這兩種整流電路，要求電路的整流二極管其承受反向峰值電壓的能力較高；對(duì)于橋式整流電路而言，兩只二極管導(dǎo)通，另兩只二極管截止，它們串聯(lián)起來承受反向峰值電壓，在每只二

24、極管兩端只有反向峰值電壓的一半，所以對(duì)這一電路中整流二極管承受反向峰值電壓的能力要求較低。（4）在要求直流電壓相同的情況下，對(duì)全波整流電路而言，電源變壓器次級(jí)線圈抽頭到上、下端交流電壓相等，且等于橋式整流電路中電源變壓器次級(jí)線圈的輸出電壓，這樣在全波整流電路中的電源變壓器相當(dāng)于繞了兩組次級(jí)線圈。（5）在全波和橋式整流電路中，都將輸入交流電壓的負(fù)半周轉(zhuǎn)到正半周或?qū)⒄胫苻D(zhuǎn)到負(fù)半周，這一點(diǎn)與半波整流電路不同，在半波整流電路中，將輸入交流電壓一個(gè)半周切除。（6）在整流電路中，輸入交流電壓的幅值遠(yuǎn)大于二極管導(dǎo)通的管壓降，所以可將整流二極管的管壓降忽略不計(jì)。（7）對(duì)于倍壓整流電路，它能夠輸出比輸入交流電

25、壓更高的直流電壓，但這種電路輸出電流的能力較差，所以具有高電壓，小電流的輸出特性。（8）分析上述整流電路時(shí)，主要用二極管的單向?qū)щ娞匦裕鞫O管的導(dǎo)通電壓由輸入交流電壓提供。4、橋式整流電路橋式整流電路是使用最多的一種整流電路。這種電路，只要增加兩只二極管口連接成“橋”式結(jié)構(gòu)，便具有全波整流電路的優(yōu)點(diǎn)，而同時(shí)在一定程度上克服了它的缺點(diǎn)。橋式整流電路圖如3-2所示。 圖3-2橋式整流電路橋式整流電路的工作原理如下：e2為正半周時(shí)，對(duì)D1、D3和方向電壓，Dl，D3導(dǎo)通；對(duì)D2、D4加反向電壓，D2、D4截止。電路中構(gòu)成e2、Dl、Rfz 、D3通電回路，在Rfz ，上形成上正下負(fù)的半波整洗電壓

26、，e2為負(fù)半周時(shí)，對(duì)D2、D4加正向電壓，D2、D4導(dǎo)通；對(duì)D1、D3加反向電壓，D1、D3截止。電路中構(gòu)成e2、D2Rfz 、D4通電回路，同樣在Rfz 上形成上正下負(fù)的另外半波的整流電壓。如此重復(fù)下去，結(jié)果在Rfz ，上便得到全波整流電壓。其波形圖和全波整流波形圖是一樣的。從圖3-3中還不難看出，橋式電路中每只二極管承受的反向電壓等于變壓器次級(jí)電壓的最大值，比全波整流電路小一半。 3.1.3三端穩(wěn)壓器CW7812CW7812輸入/輸出之間有23V及以上的壓差。使調(diào)整管保證工作在放大區(qū)。但壓差取得大時(shí)，又會(huì)增加集成塊的功耗，所以，兩者應(yīng)兼顧，即既保證在最大負(fù)載電流時(shí)調(diào)整管不進(jìn)入飽和，又不致于

27、功耗偏大。另外一般在三端穩(wěn)壓器的輸入輸出端接一個(gè)二極管，用來防止輸入端短路時(shí),輸出端存儲(chǔ)的電荷通過穩(wěn)壓器,而損壞器件。最高承受輸入電壓是18伏輸入的是直流。變壓器整流電路與電源電路的設(shè)計(jì)變壓整流電路和穩(wěn)壓電源電路（如圖3-3虛線左邊所示），其主要由變壓器、二極管橋式電路、電容構(gòu)成。其中變壓器采用常規(guī)的鐵心變壓器，并將公共電網(wǎng)中的220V交流電變?yōu)?2V交流電，再通過二極管橋式電路進(jìn)行整流和電容C1濾波。整流信號(hào)由VC1引出。在此基礎(chǔ)上再接三端穩(wěn)壓器CW7812及電容C3、C4（如圖3-3虛線右邊所示），這樣整個(gè)電路就構(gòu)成穩(wěn)壓電源電路。由B點(diǎn)提供+12V的直流電壓。變壓器整流電路及電源電路如圖3

28、-3所示。圖3-3 變壓器整流電路及電源電路3.2檢測(cè)電路設(shè)計(jì)3.2.1 熱敏電阻定義一：對(duì)熱敏感的半導(dǎo)體電阻。其阻值隨溫度變化的曲線呈非線性。定義二：由具有很高電阻溫度系數(shù)的固體半導(dǎo)體材料構(gòu)成的熱敏類型的溫度檢測(cè)元件。熱敏電阻的結(jié)構(gòu)形式如圖3-4所示。 圖3-4 熱敏電阻的結(jié)構(gòu)形式熱敏電阻器是敏感元件的一類，按照溫度系數(shù)不同分為正溫度系數(shù)熱敏電阻器（PTC）和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC）。熱敏電阻器的典型特點(diǎn)是對(duì)溫度敏感，不同的溫度下表現(xiàn)出不同的電阻值。正溫度系數(shù)熱敏電阻器（PTC）在溫度越高時(shí)電阻值越大，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC）在溫度越高時(shí)電阻值越低，它們同屬于半導(dǎo)體器件。熱敏電阻

29、的溫度特性如圖3-5所示。圖 3-5 溫度特性利用的原理是溫度引起電阻變化若電子和空穴的濃度分別為n、p，遷移率分別為n、p，則半導(dǎo)體的電導(dǎo)為：=q（nn+pp）因?yàn)閚、p、n、p都是依賴溫度T的函數(shù)，所以電導(dǎo)是溫度的函數(shù)，因此可由測(cè)量電導(dǎo)而推算出溫度的高低，并能做出電阻-溫度特性曲線這就是半導(dǎo)體熱敏電阻的工作原理。熱敏電阻包括正溫度系數(shù)（PTC）和負(fù)溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻，以及臨界溫度熱敏電阻（CTR）。1、熱敏電阻原理熱敏電阻是熱電阻的一種，所以說，原理都是溫度引起電阻變化。但是現(xiàn)在熱電阻一般都被工業(yè)化了，基本是指PT100,CU50等常用熱電阻。他兩的區(qū)別是：一般熱電阻都是指金屬熱電

30、阻（PT100）等，熱敏電阻都是指半導(dǎo)體熱電阻。但是熱敏電阻阻值隨溫度變化的曲線呈非線性，而且每個(gè)相同型號(hào)的線性度也不一樣，并且測(cè)溫范圍比較小。所以工業(yè)上一般用金屬熱電阻也就是我們平常所說的熱電阻。而熱敏電阻一般用在電路板里，比如像你所說的可以類似于一個(gè)保險(xiǎn)絲。由于其阻值隨溫度變化大，可以作為保護(hù)器使用。當(dāng)然這只是一方面，它的用途也很多，如熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償就是靠熱敏電阻來補(bǔ)償，另外，由于其阻值與溫度的關(guān)系非線性嚴(yán)重。所以元件的一致性很差，并不能像熱電阻一樣有標(biāo)準(zhǔn)信號(hào) 。2、熱敏電阻工作原理NTC是Negative Temperature Coefficient 的縮寫,意思是負(fù)的溫度系數(shù),

31、泛指負(fù)溫度系數(shù)很大的半導(dǎo)體材料或元器件，所謂NTC熱敏電阻器就是負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器。它是以錳、鈷、鎳和銅等金屬氧化物為主要材料，采用陶瓷工藝制造而成的。這些金屬氧化物材料都具有半導(dǎo)體性質(zhì)，因?yàn)樵趯?dǎo)電方式上完全類似鍺、硅等半導(dǎo)體材料。溫度低時(shí)，這些氧化物材料的載流子（電子和孔穴）數(shù)目少，所以其電阻值較高；隨著溫度的升高，載流子數(shù)目增加，所以電阻值降低。NTC熱敏電阻器在室溫下的變化范圍在10O1000000歐姆，溫度系數(shù)-2%-6.5%。NTC熱敏電阻可廣泛應(yīng)用于溫度測(cè)量、溫度補(bǔ)償、抑制波涌電流等場(chǎng)合。3、應(yīng)用設(shè)計(jì)電子溫度計(jì)、電子萬年歷、電子鐘溫度顯示、電子禮品；冷暖設(shè)備、加熱恒溫電器；汽車電

32、子溫度測(cè)控電路；溫度傳感器、溫度儀表；醫(yī)療電子設(shè)備、電子盥洗設(shè)備；手機(jī)電池及充電電器。負(fù)溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻材料由高純度過渡金屬M(fèi)n Cu Ni等元素的氧化物經(jīng)共沉淀制粉、等靜壓成型后1200-1400高溫?zé)Y(jié)而成 ， 結(jié)合先進(jìn)的半導(dǎo)體切、劃片工藝及玻封、環(huán)氧工藝制成各種類型NTC熱敏電阻，產(chǎn)品種類齊全、精度高、穩(wěn)定性好。阻值范圍0.52000k，B值范圍25004500。冰箱 空調(diào) 電熱水器 整體浴室 電子萬年歷 微波爐 糧倉測(cè)溫 洗碗機(jī) 電飯煲 電子盥洗設(shè)備 冰柜 豆?jié){機(jī) 手機(jī)電池 充電器  電磁爐  面包機(jī) 消毒柜 飲水機(jī)  溫控儀表  醫(yī)療

33、儀器  汽車測(cè)溫 電烤箱 火災(zāi)報(bào)警等領(lǐng)域。NTC 熱敏電阻的基本物理物性有：電阻值、B值、耗散系數(shù)、時(shí)間常數(shù)。熱敏電阻在零功率狀態(tài)下，當(dāng)環(huán)境溫度由一個(gè)特定溫度向另一個(gè)特定溫度突變時(shí)， 溫度變化63.2%所需時(shí)間。由于環(huán)境溫度的變化導(dǎo)致熱敏電阻本體的溫度變化，熱敏電阻一般都是半導(dǎo)體陶瓷做成的，當(dāng)自身溫度變化時(shí)，其陶瓷內(nèi)部的電子遷移率會(huì)隨溫度的變化而變化。通常熱敏電阻會(huì)分為PTC（正溫度系數(shù)）和NTC（負(fù)溫度系數(shù)）熱敏電阻。正溫度系數(shù)就是電阻值隨溫度升高而增大的電阻器，負(fù)溫度系數(shù)電阻值隨溫度升高面指數(shù)降低。3.2.2 電壓比較器 電壓比較器它可用作模擬電路和數(shù)字電路的接口，還可以用作波形

34、產(chǎn)生和變換電路等。利用簡(jiǎn)單電壓比較器可將正弦波變?yōu)橥l率的方波或矩形波。電壓比較器是對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行鑒別與比較的電路，是組成非正弦波發(fā)生電路的基本單元電路。電壓比較器管腳圖如圖3-6所示。圖3-6電壓比較器管腳圖常用的電壓比較器有單限比較器、滯回比較器、窗口比較器、三態(tài)電壓比較器等。1、工作原理電壓比較器可以看作是放大倍數(shù)接近“無窮大”的運(yùn)算放大器。電壓比較器的功能：比較兩個(gè)電壓的大小(用輸出電壓的高或低電平，表示兩個(gè)輸入電壓的大小關(guān)系)；當(dāng)”+”輸入端電壓高于”輸入端時(shí)，電壓比較器輸出為高電平；當(dāng)”+”輸入端電壓低于”輸入端時(shí)，電壓比較器輸出為低電平。2、功能作用它可用作模擬電路和數(shù)字電路的接

35、口，還可以用作波形產(chǎn)生和變換電路等。利用簡(jiǎn)單電壓比較器可將正弦波變?yōu)橥l率的方波或矩形波。簡(jiǎn)單的電壓比較器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度高，但是抗干擾能力差，因此我們就要對(duì)它進(jìn)行改進(jìn)。改進(jìn)后的電壓比較器有：滯回比較器和窗口比較器。運(yùn)放，是通過反饋回路和輸入回路的確定“運(yùn)算參數(shù)”，比如放大倍數(shù)，反饋量可以是輸出的電流或電壓的部分或全部。而比較器則不需要反饋，直接比較兩個(gè)輸入端的量，如果同相輸入大于反相，則輸出高電平，否則輸出低電平。電壓比較器輸入是線性量，而輸出是開關(guān)（高低電平）量。一般應(yīng)用中，有時(shí)也可以用線性運(yùn)算放大器，在不加負(fù)反饋的情況下，構(gòu)成電壓比較器來使用。3.3 控制電路設(shè)計(jì)3.3.1 二極管或門電

36、路 1、二極管或門 uA、uB是輸入信號(hào)，它們的高電平是3V，低電平是0V。uY是輸出信號(hào)。 （1）電壓關(guān)系表 輸入、輸出電壓關(guān)系也有四種情況：（設(shè)二極管的導(dǎo)通電壓為0.7V） uAuB0V時(shí)，D1、D2由于正偏而導(dǎo)通，uY（00.7）0.7V ； uA 0V、 uB 3V時(shí)， D2導(dǎo)通， D1反向偏置截止， uY （30.7）2.3V uA 3V、 uB 0V時(shí)， D1導(dǎo)通， D2反向偏置截止， uY （30.7）2.3V uA uB 3V時(shí)， D1 、 D2都正偏導(dǎo)通， uY （30.7）2.3V。（2）真值表若用A、B、Y分別代表uA 、 uB 、 uY ，且采用正邏輯，即用0表示低電平

37、，用1表示高電平，則可列出或門真值表3-1。由表3-1所示真值表可得YAB，即圖3-7（a）所示電路實(shí)現(xiàn)了或運(yùn)算功能，所以是一個(gè)二極管或門電路。 正與門和負(fù)或門是等同的，正或門和負(fù)與門也是等同的。2、二極管或門電路原理及真值表    圖3-7（a）所示為二極管組成的或門電路，圖3-7（b）所示是它的邏輯符號(hào)。圖3-7(a)二極管或門電路圖3-7(b)邏輯符號(hào)  表3-1或邏輯真值表輸     入輸  出ABCL0000001101010111100110111101

38、1111此電路按輸入信號(hào)不同分為兩種情況進(jìn)行分析： (1)輸入端A、B、C都為0V時(shí)，D1、D2、D3都處于截止?fàn)顟B(tài)，VL=0V。(2)若輸入端中有任意一個(gè)，例如VA為+5V，而另兩個(gè)為0V時(shí)，D1導(dǎo)通，VL為高電壓，D2、D3受反向電壓作用而截止，這時(shí)VL=+5V。 如用二值數(shù)字邏輯中的1和0分別表示高、低電平，則上述邏輯關(guān)系可列成真值表，如表4.3.3所示。A、B、C中只要有一個(gè)為1，L就是1，這就是或邏輯關(guān)系，即：L=A+B+C3.3.2 NE555NE555 （Timer IC）為8腳時(shí)基集成電路，大約在1971年由Signetics Corporation發(fā)布，在當(dāng)時(shí)是唯一非常快速且

39、商業(yè)化的Timer IC，在往后的30年中非常普遍被使用，且延伸出許多的應(yīng)用電路，后來基于CMOS技術(shù)版本的Timer IC如MOTOROLA的MC1455已被大量的使用，但原規(guī)格的NE555依然正常的在市場(chǎng)上供應(yīng)，盡管新版IC在功能上有部份的改善，但其腳位勁能并沒變化，所以到目前都可直接的代用。NE555是屬于555系列的計(jì)時(shí)IC的其中的一種型號(hào)，555系列IC的接腳功能及運(yùn)用都是相容的，只是型號(hào)不同的因其價(jià)格不同其穩(wěn)定度、省電、可產(chǎn)生的振蕩頻率也不大相同；而555是一個(gè)用途很廣且相當(dāng)普遍的計(jì)時(shí)IC，只需少數(shù)的電阻和電容，便可產(chǎn)生數(shù)位電路所需的各種不同頻率之脈波訊號(hào)。圖3-8所示為NE555

40、的外形圖。圖3-8 NE555的外形1、主要特點(diǎn)（1）只需簡(jiǎn)單的電阻器、電容器，即可完成特定的振蕩延時(shí)作用。其延時(shí)范圍極廣，可由幾微秒至幾小時(shí)之久。（2）它的操作電源范圍極大，可與TTL，CMOS等邏輯電路配合，也就是它的輸出電平及輸入觸發(fā)電平，均能與這些系列邏輯電路的高、低電平匹配。（3）其輸出端的供給電流大，可直接推動(dòng)多種自動(dòng)控制的負(fù)載。（4）它的計(jì)時(shí)精確度高、溫度穩(wěn)定度佳，且價(jià)格便宜。圖3-9所示為NE555的結(jié)構(gòu)圖。圖3-9 NE555的結(jié)構(gòu)圖Pin 1 (接地) -地線(或共同接地) ，通常被連接到電路共同接地。Pin 2 (觸發(fā)點(diǎn)) -這個(gè)腳位是觸發(fā)NE555使其啟動(dòng)它的時(shí)間周期。

41、觸發(fā)信號(hào)上緣電壓須大于2/3 VCC，下緣須低于1/3 VCC。Pin 3 (輸出) -當(dāng)時(shí)間周期開始555的輸出輸出腳位，移至比電源電壓少1.7伏的高電位。周期的結(jié)束輸出回到O伏左右的低電位。于高電位時(shí)的最大輸出電流大約200 mA。 Pin 4 (重置) -一個(gè)低邏輯電位送至這個(gè)腳位時(shí)會(huì)重置定時(shí)器和使輸出回到一個(gè)低電位。它通常被接到正電源或忽略不用。Pin 5 (控制) -這個(gè)接腳準(zhǔn)許由外部電壓改變觸發(fā)和閘限電壓。當(dāng)計(jì)時(shí)器經(jīng)營(yíng)在穩(wěn)定或振蕩的運(yùn)作方式下,這輸入能用來改變或調(diào)整輸出頻率。Pin 6 (重置鎖定) - Pin 6重置鎖定并使輸出呈低態(tài)。當(dāng)這個(gè)接腳的電壓從1/3 VCC電壓以下移至

42、2/3 VCC以上時(shí)啟動(dòng)這個(gè)動(dòng)作。Pin 7 (放電) -這個(gè)接腳和主要的輸出接腳有相同的電流輸出能力，當(dāng)輸出為ON時(shí)為L(zhǎng)OW，對(duì)地為低阻抗，當(dāng)輸出為OFF時(shí)為HIGH，對(duì)地為高阻抗。Pin 8 (V +) -這是555個(gè)計(jì)時(shí)器IC的正電源電壓端。供應(yīng)電壓的范圍是+4.5伏特(最小值)至+16伏特(最大值)。2、參數(shù)功能特性供應(yīng)電壓4.5-18V供應(yīng)電流3-6 mA輸出電流225mA (max) 上升/下降時(shí)間100 ns當(dāng)溫度較低時(shí)，負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻Rt 阻值較大，555 時(shí)基集成電路（IC）的2 腳電位低于Ec 電壓的1/3（約4V）， IC 的3 腳輸出高電平，觸發(fā)雙向晶閘管V 導(dǎo)通

43、，接通電加熱器RL 進(jìn)行加熱，從而開始計(jì)時(shí)循環(huán)。當(dāng)置于測(cè)溫點(diǎn)的熱敏電阻Rt 溫度高于設(shè)定值而計(jì)時(shí)循環(huán)還未完成時(shí)，加熱器RL 在定時(shí)周期結(jié)束后就被切斷。當(dāng)熱敏電阻Rt 溫度降低至設(shè)定值以下時(shí)，會(huì)再次觸發(fā)雙向晶閘管V 導(dǎo)通，接通電加熱器RL 進(jìn)行加熱。這樣就可達(dá)到溫度自動(dòng)控制的目的。3. 4 報(bào)警電路設(shè)計(jì)3.4.1 TDA2040功率放大器高保真音頻功率放大器TDA2040封裝圖如3-11所示。圖3-11 TDA2040封裝TDA2040是德律風(fēng)根生產(chǎn)的音頻功放電路，采用V型5 腳單列直插式塑料封裝結(jié)構(gòu)。如圖1所示，按引腳的形狀引可分為H型和V型。該集成電路在32V電源電壓下，RL=4時(shí)可獲得22

44、W的輸出功率。廣泛應(yīng)用于汽車立體聲收錄音機(jī)、中功率音響設(shè)備，具有體積小、輸出功率大、失真小等特點(diǎn)。并具有內(nèi)部保護(hù)電路。意大利SGS公司、美國(guó)RCA公司、日本日立公司、NEC公司等均有同類產(chǎn)品生產(chǎn)，雖然其內(nèi)部電路略有差異，但引出腳位置及功能均相同，可以互換。1、電路特點(diǎn)（1）單列5腳直插塑料封裝，僅5只引腳（2）外接元件非常少（3）輸出功率大，Po=22W(RL=4)（4）采用超小型封裝（TO-220）,可提高組裝密度（5）開機(jī)沖擊極?。?）內(nèi)含各種保護(hù)電路，因此工作安全可靠。主要保護(hù)電路有：短路保護(hù)、熱保護(hù)、地線偶然開路、電源極性反接（Vsmax=12V）以及負(fù)載泄放電壓反沖等。2、引腳（1）

45、反向輸入端（2）正向輸入端（3）負(fù)電源（4）輸出端（5）正電源3、TDA2040極限參數(shù)電源電壓(Vs)：±20V輸入電壓(Vin)：Vs 差分輸入電壓(Vdi)：±15V峰值輸出電流(Io)：4A耗散功率(Ptot)(Vdi)：24V工作結(jié)溫(Tj)：-40-+150存儲(chǔ)結(jié)溫(Tstg)：-40-+150 4、注意事項(xiàng)（1）TDA2040具有負(fù)載泄放電壓反沖保護(hù)電路，如果電源電壓峰值電壓40V的話，那么在5腳與電源之間必須插入LC濾波器，以保證5腳上的脈沖串維持在規(guī)定的幅度內(nèi)。（2）熱保護(hù)：限熱保護(hù)有以下優(yōu)點(diǎn)，能夠容易承受輸出的過載（甚至是長(zhǎng)時(shí)間的），或者環(huán)境溫度超過時(shí)均

46、起保護(hù)作用。（3）與普通電路相比較，散熱片可以有更小的安全系數(shù)。萬一結(jié)溫超過時(shí)，也不會(huì)對(duì)器件有所損害，如果發(fā)生這種情況，Po=（當(dāng)然還有Ptot）和Io就被減少。（4）印刷電路板設(shè)計(jì)時(shí)必須較好的考慮地線與輸出的去耦，因?yàn)檫@些線路有大的電流通過。（5）裝配時(shí)散熱片與之間不需要絕緣，引線長(zhǎng)度應(yīng)盡可能短，焊接溫度不得超過260，12秒。（6）雖然TDA2040所需的元件很少，但所選的元件必須是品質(zhì)有保障的元件。3. 5 加熱、換氣電路設(shè)計(jì)3.5.1 雙向可控硅雙向可控硅是在普通可控硅的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的，它不僅能代替兩只反極性并聯(lián)的可控硅，而且僅需一個(gè)觸發(fā)電路，是比較理想的交流開關(guān)器件。其英文名稱TR

47、IAC即三端雙向交流開關(guān)之意。在性能上，可控硅不僅具有單向?qū)щ娦裕疫€具有可控性。它只有導(dǎo)通和關(guān)斷兩種狀態(tài)?？煽毓枘芤院涟布?jí)電流控制大功率的機(jī)電設(shè)備，如果超過此頻率，因元件開關(guān)損耗顯著增加，允許通過的平均電流相降低，此時(shí)，標(biāo)稱電流應(yīng)降級(jí)使用?？煽毓璧膬?yōu)點(diǎn)很多，例如：以小功率控制大功率，功率放大倍數(shù)高達(dá)幾十萬倍；反應(yīng)極快，在微秒級(jí)內(nèi)開通、關(guān)斷；無觸點(diǎn)運(yùn)行，無火花、無噪音；效率高，成本低等等?？煽毓璧娜觞c(diǎn)：靜態(tài)及動(dòng)態(tài)的過載能力較差；容易受干擾而誤導(dǎo)通。 可控硅從外形上分類主要有：螺栓形、平板形和平底形?？煽毓璺诸悾喊搓P(guān)斷、導(dǎo)通及控制方式分類：可控硅按其關(guān)斷、導(dǎo)通及控制方式可分為普通可控硅、雙向可

48、控硅、逆導(dǎo)可控硅、門極關(guān)斷可控硅（GTO）、BTG可控硅、溫控可控硅和光控可控硅等多種。圖3-12 TY300/TY301可控硅調(diào)壓?jiǎn)卧匆_和極性分類：可控硅按其引腳和極性可分為二極可控硅、三極可控硅和四極可控硅。按封裝形式分類：可控硅按其封裝形式可分為金屬封裝可控硅、塑封可控硅和陶瓷封裝可控硅三種類型。其中，金屬封裝可控硅又分為螺栓形、平板形、圓殼形等多種；塑封可控硅又分為帶散熱片型和不帶散熱片型兩種。按電流容量分類：可控硅按電流容量可分為大功率可控硅、中功率可控硅和小功率可控硅三種。通常，大功率可控硅多采用金屬殼封裝，而中、小功率可控硅則多采用塑封或陶瓷封裝。按關(guān)斷速度分類：可控硅按其關(guān)

49、斷速度可分為普通可控硅和高頻（快速）可控硅。本章小結(jié)介紹了各單元電路中主要應(yīng)用到的各元器件，通過對(duì)各單元電路的介紹，了解了各單元電路主要元器件的功能、輸入電壓、輸出電壓、元器件參數(shù)、單元電路、注意事項(xiàng)等，為電路的設(shè)計(jì)提供了相關(guān)知識(shí)依據(jù)。第4章 整機(jī)的工作原理4.1工作原理電源220V市電經(jīng)變壓器整流得到12V的直流電，該電壓一部分送到溫度檢測(cè)電路，另一部分分別做為NE555、電壓比較器、TDA2040等集成電路的供電電壓。溫度檢測(cè)電路利用熱敏電阻在不同的溫度環(huán)境下，有不同的阻值的變化特性。將熱敏電阻放置在溫室內(nèi)的不同的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，入室內(nèi)的不同的四個(gè)角、中央部位、們的旁邊等等。當(dāng)外界的溫度發(fā)生變

50、化時(shí)，超過了規(guī)定的范圍值時(shí)，電路自動(dòng)動(dòng)作，調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)溫度的控制。Q1為可單電源工作的三極管比較器。RT1、RT2采用了兩個(gè)熱敏電阻的串聯(lián)，以取得較大的阻值變化，視線電壓差值拉大。在溫度檢測(cè)電路中，取自電阻R5的電壓分別引入兩個(gè)三極管比較器中，去和標(biāo)準(zhǔn)電壓比較。在Q1中，基準(zhǔn)電壓U+=5.6V，溫度大于17時(shí)，比較器Q1輸出低電平。當(dāng)溫度降至低于17時(shí)，U-5.6V，Q1導(dǎo)通，輸出一個(gè)高電平，同時(shí)LED1被點(diǎn)亮，加熱電路開始工作。在IC2中，基準(zhǔn)電壓U-=5.6V，溫度低于25時(shí)，Q2輸出低電平。當(dāng)溫度升高超過25時(shí)，此時(shí)U+5.6V，Q2 導(dǎo)通，輸出高電平，同時(shí)LED2被點(diǎn)亮，換

51、氣電路開始起作用。電阻R8、R9是上拉電阻調(diào)節(jié)它們的阻值變化，可改變A、B聯(lián)電的阻值。IC1、IC2為可單電源工作的電壓比較器。在溫度檢測(cè)電路中，取自電阻R14的電壓分別引入兩個(gè)電壓比較器中，去和標(biāo)準(zhǔn)電壓比較。當(dāng)溫度在1725這一范圍內(nèi)，加熱、換氣電路不起作用。當(dāng)溫度低于或高于這一規(guī)定值范圍時(shí)，電路動(dòng)作。調(diào)節(jié)RP4可粗調(diào)加熱的跳變溫度。主要由或門電路、NE555和功率放大電路等組成了報(bào)警電路。VD105、VD106組成一個(gè)或門電路，當(dāng)溫度超過30或低于15時(shí)，溫度檢測(cè)電路輸出一個(gè)跳變信號(hào)到或門電路，在E點(diǎn)輸出一個(gè)大約11V的電壓。該電壓經(jīng)電阻RP105、R301對(duì)C302充電，當(dāng)點(diǎn)位升到2/3

52、VCC時(shí)，集成快復(fù)位。3腳輸出低電平，同時(shí)內(nèi)部放電管與1腳相通，電容C302通過R301向7腳放電，C302電壓下降，當(dāng)降至1/3VCC時(shí)，3腳輸出高電平，放電管截止，放電結(jié)束。然后再開始充電、放電，形成振蕩。放電所需時(shí)間（低電平）Tp1=0.7*R301*C302。充電所需時(shí)間（高電平）Tp1=0.7*（2R301+RP301）*C302。3腳輸出高電平的占空比決定揚(yáng)聲器的音調(diào)，頻率在310kHz時(shí)揚(yáng)聲器較響。TDA2040時(shí)集成功率放大器。R306、R307構(gòu)成交流負(fù)反饋，C308是輸出電容，容量一般選的較大。4.2整機(jī)原理圖原理圖的設(shè)計(jì)是完全按照方框圖去設(shè)計(jì)的，每一個(gè)環(huán)節(jié)通過查閱資料去挑

53、選電路中的元器件，整機(jī)原理圖見附錄3。本章小結(jié)通過對(duì)整機(jī)原理的介紹，使我們對(duì)溫度自動(dòng)控制器的工作原理有一定了解，知道溫度控制器有哪些部分，各部分完成哪些功能，在規(guī)定溫度的控制下，電路哪些電路起作用等等。結(jié) 論本次電子溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)是按照電子技術(shù)的方法來進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)試的，用簡(jiǎn)單實(shí)用的元器件完成電路要求。本系統(tǒng)分為電源電路、檢測(cè)電路、控制電路等功能模塊，各個(gè)模塊又都分由各個(gè)單元電路元件組成。電源模塊主要實(shí)現(xiàn)對(duì)后續(xù)電路的供電需求等功能。檢測(cè)模塊主要實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱、換氣和報(bào)警等電路的相關(guān)信號(hào)的采集和對(duì)比，然后控制等功能。各個(gè)功能模塊層次清晰，可以很方便的管理、使用本系統(tǒng)。同時(shí)，在這次設(shè)計(jì)中，我也發(fā)現(xiàn)了自

54、己的許多不足。首先，最初開發(fā)本系統(tǒng)時(shí)，對(duì)開發(fā)工具的掌握還不算很全面，走了不少?gòu)澛?。其次，最初?duì)系統(tǒng)沒有一個(gè)完整的概貌，考慮不是很全面，所以系統(tǒng)功能擴(kuò)充時(shí)，碰到不少困難。再次，我還應(yīng)該多掌握些制作方面技術(shù)，不斷提高自己軟件的能力。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中我主要遇到的問題是電路的調(diào)試，由于不同地點(diǎn)溫度是有不同變化的，所以很難精確地對(duì)溫度進(jìn)行準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)試。還有論文不知如何去安排、布置內(nèi)容的格局。經(jīng)過這幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)制作，在模版的的框架下，耐心、細(xì)致的對(duì)論文進(jìn)行設(shè)置，論文基本框架已在自己心里，在老師與同學(xué)的幫助下，應(yīng)經(jīng)完成。9月份，在與導(dǎo)師的交流討論題目定下來，用熱敏電阻采集溫度的變化，經(jīng)比較控制后面的加

55、熱、換氣和報(bào)警。當(dāng)選題報(bào)告，開題報(bào)告定下來的時(shí)候，我當(dāng)時(shí)便立刻著手資料的收集工作中，當(dāng)時(shí)面對(duì)浩瀚的書海真是有些茫然，不知如何下手。我將這一困難告訴了導(dǎo)師，在導(dǎo)師細(xì)心的指導(dǎo)下，終于使我對(duì)自己現(xiàn)在的論文方向和方法有了掌握。在搜集資料的過程中，我認(rèn)真準(zhǔn)備、記錄。我在學(xué)校圖書館搜集資料，還在網(wǎng)上查找各類相關(guān)資料，將這些寶貴的資料全部記錄和存檔，盡量使我的資料完整、精確、數(shù)量多，這有利于論文的撰寫。然后我將收集到的資料仔細(xì)整理分類，及時(shí)拿給導(dǎo)師進(jìn)行溝通。10月中旬，資料已經(jīng)查找完畢了，我開始著手論文的寫作。在寫作過程中遇到困難我就及時(shí)和導(dǎo)師聯(lián)系，并和同學(xué)互相交流，請(qǐng)教專業(yè)課老師。在大家的幫助下，困難一個(gè)

56、一個(gè)解決掉，論文也慢慢成型。11月初，論文的文字?jǐn)⑹鲆呀?jīng)完成。11月下旬開始進(jìn)行相關(guān)圖形的繪制工作和電路的設(shè)計(jì)工作。為了畫出自己滿意的電路圖，圖表等，我仔細(xì)學(xué)習(xí)了Excel的繪圖技術(shù)。在設(shè)計(jì)電路初期，由于沒有設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，覺得無從下手，卻不知道應(yīng)該選哪個(gè)，經(jīng)過導(dǎo)師的指導(dǎo)，我的設(shè)計(jì)漸漸有了頭緒，通過查閱資料，逐漸確立系統(tǒng)方案。當(dāng)我終于完成了所有打字、繪圖、排版、校對(duì)的任務(wù)后很累，但同時(shí)看到畢業(yè)設(shè)計(jì)稿件心里是很開心的，我覺得這一切都值了。這次畢業(yè)論文的制作過程是我的一次再學(xué)習(xí)，再提高的過程。在論文中我充分地運(yùn)用了大學(xué)期間所學(xué)到的知識(shí)。我從資料的收集中，掌握了很多熱敏電阻、NE555的知識(shí)，讓我對(duì)我所學(xué)過的知識(shí)有所鞏固和提高，并