簡易恒溫控制

1、Hefei University電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目名稱：簡易恒溫控制電路設(shè)計(jì)學(xué)科專業(yè)：自動化作者姓名：完成時(shí)間：2014-05-24 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 摘要2 HYPERLINK l bookmark19 o Current Document 一、題目要求與設(shè)計(jì)思路3 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 1、題目要求3 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 2、設(shè)計(jì)思路3二、工作原理4 HYPERLIN

2、K l bookmark30 o Current Document 1、直流電源模塊4 HYPERLINK l bookmark33 o Current Document 2、電路原理圖4 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 3、實(shí)現(xiàn)方案5 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 三、硬件設(shè)計(jì)5 HYPERLINK l bookmark43 o Current Document 熱敏電阻5NE555 6穩(wěn)壓芯片7 HYPERLINK l bookmark49 o Current Document 四、總

3、結(jié)8 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 參考文獻(xiàn)8附：實(shí)物圖9摘要本作品簡易恒溫控制電路通過線性電源供電，用熱敏電阻檢測，利用NE555控制電路產(chǎn)生 高低電平讓繼電器通斷從而達(dá)到間斷加熱，繼而實(shí)現(xiàn)恒溫控制。本系統(tǒng)具有用途廣泛、精度 較高、造價(jià)低廉、裝調(diào)容易等特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：熱敏電阻 NE555繼電器一.題目要求與設(shè)計(jì)思路1、題目要求設(shè)計(jì)出恒溫控制的電路，要求通過雙向晶閘管的調(diào)壓作用，使負(fù)載電流得以 調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)對負(fù)載溫度的調(diào)節(jié)，最終使負(fù)載溫度達(dá)到恒定狀態(tài)。2、設(shè)計(jì)思路利用熱敏電阻測出現(xiàn)場溫度，再利用NE555比較現(xiàn)場與設(shè)置的恒溫，當(dāng)現(xiàn)場的 溫度

4、低于設(shè)置的恒溫時(shí)，產(chǎn)生觸發(fā)脈沖使晶閘管導(dǎo)通給環(huán)境加熱直到恒溫。2主 體實(shí)現(xiàn)框圖當(dāng)實(shí)際溫度T1小于設(shè)定溫度時(shí)T2時(shí)，通過熱敏電阻阻值的改變比較電路電 壓的大小，然后通過比較電路來控制溫度控制電路，使電阻絲導(dǎo)通，加熱。當(dāng)實(shí)際溫度T1大于設(shè)定溫度T2時(shí)，通過熱敏電阻阻值的改變來改變電路電 壓的大小，然后通過比較電路來控制溫度控制電路，使電阻絲斷路，停止加熱。1、直流電源模塊設(shè)計(jì)要求電源供給所有模塊供電（+5v, +6v）。整流橋起到把交流電信號轉(zhuǎn)化為脈動交 流電信號，三端穩(wěn)壓芯片LM317和LM337起穩(wěn)壓作用，3300uF、10uF和1uF電解電容和10nF 瓷片電容起濾除紋波作用，203電位器由

5、于調(diào)節(jié)輸出電壓的大小，發(fā)光二極管起到檢測電路 是否正常工作的作用。輸出電壓提供給各單元電路。直流電源原理如下圖5所示：LINE VOL TAMLM317Lbl -G7 K，g壬加FVB.EGCiCTHHnUU2：:I C2| CeLINE VOL TAMLM317Lbl -G7 K，g壬加FVB.EGCiCTHHnUU2：:I C2| Ce . tOjjF = 3,3mF _e 一LM3W 以!.6-TOLTAGtE- - LilBTE- THEG：2kD . Kty=A 14R22QCQ圖5電源模塊2、電路原理圖主電路部分：由直流6V電源供電，一方面給加熱絲加熱，另一方面是給NE555提供6

6、V的工作電壓，溫度控制電路由熱敏電阻RT，電位器RP1RP3，電阻 器 R2R4，發(fā)光二極管VL1，VL2時(shí)基集成電路IC，晶閘管VT和電熱絲EH組成。3、實(shí)現(xiàn)方案剛接通電源時(shí)環(huán)境的溫度低于RP3設(shè)置的溫度，此時(shí)RT的阻值較大，IC的2 腳和6角電壓均低于5腳電壓，3腳輸出高電平，VT受觸發(fā)而導(dǎo)通，電熱絲通電 EH通電開始加熱。隨著溫度的不斷上升，RT的阻值逐漸減小，當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定 溫度時(shí)，IC的2腳大于5腳電壓的1/2,6腳電壓大于或等于5腳電壓時(shí)，IC內(nèi) 電路翻轉(zhuǎn)，3腳輸出低電平，VT截止，EH停止加熱，溫度開始逐漸下降，同時(shí) RT阻值開始增大，使IC得2腳和6腳電壓緩慢下降。當(dāng)IC的6腳

7、電壓低于5 腳的電壓，2腳電壓小于或等于5腳電壓的1/2時(shí)，IC的3腳又輸出高電平，使 VT導(dǎo)通，EH又開始加熱。在EH通電工作時(shí)，D1點(diǎn)亮；在EH斷電停止加熱時(shí)， D1熄滅。通過以上過程周而復(fù)始地進(jìn)行，即可使受控溫度恒定在設(shè)定的溫度附 近。三、硬件設(shè)計(jì)1.熱敏電阻熱敏電阻利用的原理是溫度引起電阻變化.測量電導(dǎo)從而推算出溫度的高 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）。熱敏電阻的主要特點(diǎn)是：靈敏度較高，其電阻溫度系數(shù)要比金屬大 10100倍以上，能檢測出10-6C的溫度變

8、化；工作溫度范圍寬，常溫器件適 用于-55C315C，高溫器件適用溫度高于315C（目前最高可達(dá)到2000C）， 低溫器件適用于-273C55C :體積小，能夠測量其他溫度計(jì)無法測量的空隙、 腔體及生物體內(nèi)血管的溫度；使用方便，電阻值可在0.1100kQ間任意選擇； 易加工成復(fù)雜的形狀，可大批量生產(chǎn)；穩(wěn)定性好、過載能力強(qiáng)。本次實(shí)驗(yàn)選 用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻（10K）下表為此熱敏電阻溫度阻值對照表:25W672.4665269.62813682.3957279.27243692.32732288.9321 1702.26728298.6064712.19747308.29461722.135833

9、17.99605732.07625_ 327.71009742.01866337.43612751.9S299347.17358761.90916356.92192771.85711366.68064781.806743754的容791.75803386.22727801.710892.NE555NE555是屬于555系列的計(jì)時(shí)IC的其中的一種型號，555系列IC的接腳功 能及運(yùn)用都是相容的，只是型號不同的因其價(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。NE555引腳位配

10、置說明下KE555內(nèi)部功能檢圖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)）-這個腳位是觸發(fā)NE555使其啟動它的時(shí)間周期。觸發(fā)信號 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）-一個低邏輯電位送至這個腳位時(shí)會重置定時(shí)器和使輸出回到 一個低電位。它通常被接到正電源或忽略不用。Pin 5 （控制）-這個接腳準(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)

11、 營在穩(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)這個接腳的電壓 從1/3 VCC電壓以下移至2/3 VCC以上時(shí)啟動這個動作。Pin 7 （放電）-這個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LOW,對地為低阻抗，當(dāng)輸出為OFF時(shí)為HIGH，對地為高阻抗。Pin 8 （V +）-這是555個計(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）。3.穩(wěn)壓芯片LM317:用lm31/lm33系列三端穩(wěn)壓IC來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路 內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)

12、整管的保護(hù)電路，使用起來可靠、方便，而且價(jià)格便宜。 該系列集成穩(wěn)壓IC型號中的lm31或lm33后面的數(shù)字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的 輸出電壓，如lm317表示輸出電壓為正6V，lm337表示輸出電壓為負(fù)6V。因?yàn)槿?端固定集成穩(wěn)壓電路的使用方便，電子制作中經(jīng)常采用。最大輸出電流1.5A，輸出電壓固定的低壓差三端穩(wěn)壓器；輸出電壓5V；輸出電流1A；輸出電流1A 時(shí)，最小輸入輸出電壓差小于0.8V ；最大輸入電壓26V；工作溫度-40+125C； 內(nèi)含靜態(tài)電流降低電路、電流限制、過熱保護(hù)、電池反接和反插入保護(hù)電路。四、總結(jié)綜合測試表明，我們的設(shè)計(jì)基本滿足了設(shè)計(jì)要求，制作出相對穩(wěn)定恒溫控制 電路。通過本次電力電子的課程設(shè)計(jì)，使我掌握了晶閘管、雙向晶閘管、NE55、 熱敏電阻的使用方法、元件件連線、電路焊接等。課程設(shè)計(jì)能幫助我們除了掌握 課本上的理論知識外，更能幫助我們提高我們的動手實(shí)踐能力。、對于電力電子 這門課程，平時(shí)上理論課可能會有些抽象，難以理解。所以課程設(shè)計(jì)通過實(shí)踐讓 我們有了更深一步的理解。對于電力電子器件我們有了深刻的認(rèn)識，當(dāng)你拿到一個器件的時(shí)候怎么去 把他的引腳